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责任编辑:刘昆山

  一、工作原理

  由集成块555、电阻R10、R11、电容C1、C2组成多谐振荡器,当接通电源,电源通过电阻R10与R11对电容C2进充电,当UC2上升到2/3VCC时, OUT输出低电平,内部三极管导通, C2通电阻R11进行放电,当UC2下降到1/3VCC时,OUT输出低电平,内部三极管截止,如此循环的充、放电,555的3脚输出矩形方波信号加到U10B的输入端,若按下J10键与地相接,得到低电平,分两路:一路加到U3B的输入端,U3B输出高电平将U10B打开,555的3脚输出矩形方波信号经U10B、U10C两次反相加到蜂鸣器上,使得蜂鸣器发出声音。另一路加到U4B的输入端,U4B输出高电平加到U3A,U3A输出低电平同时加到U8A、U7B、U1A、U7A的清零端,此时U8A、U7B、U1A、U7A被清零,U7A的5脚输出低电平,发光二极管不发光,U7A的6脚输出高电平,经U10D与U10A两次反相得到高电平对电容C1进行充电,按解码顺序B、F、H、I进行解码,先按下B 键与地相接得到低电平,若B键被打开通过电阻R8与电源相接为高电平,B键由低电平变为高电平,使得U8A产生上升沿加到U8A的时钟脉冲端翻转从U8A的5脚输出高电平加U7B的D 端,接着按下F键与地相接得到低电平,若F键被打开通过电阻R7与电源相接为高电平,F键由低电平变为高电平,使得U7B产生上升沿加到U7B的时钟脉冲翻转从U7B的9脚输出高电平加U1A的D 端,再接着按下H键与地相接得到低电平,若H键被打开通过电阻R6与电源相接为高电平,H键由低电平变为高电平,使得U1A产生上升沿加到U7A的时钟脉冲端翻转从U1A的5脚输出高电平加U7A的D 端,最后按下I键与地相接得到低电平,若I键被打开通过电阻R5与电源相接为高电平,I键由低电平变为高电平,使得U1A产生上升沿通过限流电阻R4加到发光二极管LED1,发光二极管LED1发光,此时U7A的6脚输出低电平经U10D 、U10C两次反相得到低电平,电容C1通过电阻R3进行放电,当放电到一定时,输出低电平加到U4B的输入端,U4B输出高电平接到U3A,U3A输出低电平同时加到U8A、U7B、U1A、U7A的清零端,发光二极管LED1熄灭。当按下非BFHI键时,都会引入低电平加到U4B,U4B输出高电平到U3A,U3A输出低电平到U8A、U7B、U1A、U7A进行清零并死锁。
  二、设计依据
  本电路主要采用了二输入与非门74LS00,四输入与非门74LS20,双上升沿D触发器74LS74,555时基集成电路。 其74LS00的逻辑功能是有0出1,无0出0。其逻辑表达式:Y= ,真值表如下:

A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0


  其74LS20的逻辑功能是有0出1,无0出0。其逻辑表达式:Y= ,真值表如下:

A B C D Y
0 0 0 0 1
0 0 0 1 1
0 0 1 0 1
0 0 1 1 1
0 1 0 0 1
0 1 0 1 1
0 1 1 0 1
0 1 1 1 1
1 0 0 0 1
1 0 0 1 1
1 0 1 0 1
1 0 1 1 1
1 1 0 0 1
1 1 0 1 1
1 1 1 0 1
1 1 1 1 0

  74LS74D的真值表

异步输入 时钟 D QN+1 功能
CLR PR CLK D    
1 1 X X 不用 不允许
1 0 X X 1 异步置1
0 1 X X 0 异步置0
1 1 0 0 置0
1 1 1 1 置1
1 1 0 X QN 不变

  注明:QN+1=D CLK=↑

  555时钟电路可以构成多谐振荡器,真值表如下:

RST THR TRI OUT TD
0 X X 0 导通
1 >2\3VCC >1\3VCC 0 导通
1 <2\3VCC >1\3VCC 不变 不变
1 <2\3VCC <1\3VCC 1 截止
1 >2\3VCC <1\3VCC 1 截止

  注明:6脚为THR,触发器输入端,低电平有效。
2脚为TRI,阀值输入端,高电平有效。
4脚为RST,总复位端,低电平有效。
7脚为DIS,放电端。
5脚为CON,控制端。
1脚接地,8脚接电源。
3脚为输出端。
TD为内部三极管。
  三、电路图

  四、验证功能
A、B、C、D点逻辑输出波形



  五、总结报告
(1)本电路采用555定时器及电阻、电容组成多谐振荡器蜂鸣器提供时钟信号。
(2)由74LS00两输入与非门和74LS20四输入与非门主要是组成清零和复位等电路。
(3)74LS74和十个按键组成编码输入和解码电路。
(4)通过这次设计,使我加深了对编码电子琐电路的理解,学会了D触发器的原理和应用。巩固了课本上所学的知识,真正实现了学以致用的目的。

  本文提供的集成芯片的资料,可以在软件中的帮助文件中直接获得,当时第一次做的时候,不知道这个功能,想来可悲啊。

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