實驗十三模擬電機運轉(zhuǎn)規(guī)律控制電路

1、實驗十三 模擬電機運轉(zhuǎn)規(guī)律控制電路一、實驗?zāi)康?、掌握產(chǎn)生脈沖序列的一般方法。2、掌握用計數(shù)器、譯碼器和邏輯門構(gòu)成控制器的方法。3、熟悉移位寄存器的功能。4、熟悉可逆計數(shù)器的功能。二、實驗任務(wù)用中小規(guī)模集成電路設(shè)計一個模擬電機運轉(zhuǎn)規(guī)律控制電路。要求：利用發(fā)光二極管觀察光點移動規(guī)律。光點右移表示電動機正轉(zhuǎn)；光點左移表示電動機反轉(zhuǎn)；光點不移表示電動機停止。其規(guī)律是：正轉(zhuǎn)20s停10s反轉(zhuǎn)20s，循環(huán)下去。用Multisim8進行仿真， 并在實驗箱上實現(xiàn)。三、實驗原理1、可逆計數(shù)器74LS190是同步十進制可逆計數(shù)器，它是靠加/減控制端來實現(xiàn)加法計數(shù)和減法計數(shù)的。其引腳排列如圖，功能表如表所示。表3

2、.13.1 74LS190功能表VCC D0 CP RC CO/BO LD D2 D3 74LS190D1 Q1 Q0 CT U/D Q2 Q3 GND輸 入輸 出 CP D0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q30 × × × d0 d1 d2 d31 0 0 × × × ×1 1 1 × × × ×1 1 × × × × × ×d0 d1 d2 d3加 計 數(shù)減 計 數(shù)保 持圖集成芯片引腳圖引腳說明：CO/BO：進位輸出

3、/借位輸出端CP：時鐘輸入端：計數(shù)控制端（低電平有效）D0D3：并行數(shù)據(jù)輸入端：異步并行置入控制端（低電平有效）Q0Q3：輸出端：行波時鐘輸出端（低電平有效）：加/減計數(shù)方式控制端74LS190的預(yù)置是異步的。當置入控制端（）為低電平時，不管時鐘端（CP）狀態(tài)如何，輸出端（Q0Q3）即可預(yù)置成與數(shù)據(jù)輸入端（D0D3）相一致的狀態(tài)。74LS190的計數(shù)是同步的，靠CP同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。當計數(shù)控制端（）為低電平時，在CP 上升沿作用下Q0Q3同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。當計數(shù)方式控制（）為低電平時進行加計數(shù)；當計數(shù)方式控制（）為高電平時進行減計數(shù)。只有在CP為高電平

4、時，和才可以跳變。74LS190有超前進位功能。當計數(shù)上溢或下溢時，進位/借位輸出端（CO/BO）輸出一個寬度約等于CP脈沖周期的高電平脈沖；行波時鐘輸出端（）輸出一個寬度等于CP低電平部分的低電平脈沖。利用端可級聯(lián)成N位同步計數(shù)器。當采用并行CP控制時，則將接到后一級；當采用并行控制時，則將接到后一級CP。2、脈沖序列發(fā)生器脈沖序列發(fā)生器能夠產(chǎn)生一組在時間上有先后的脈沖序列，利用這組脈沖可以使控制形成所需的各種控制信號。通常脈沖序列發(fā)生器由譯碼器和計數(shù)器構(gòu)成。用74LS161和74LS138及邏輯門產(chǎn)生脈沖序列。將74LS161接成十二進制計數(shù)器，然后接入譯碼器。電路如圖所示。 VCC Cr

5、 LDD0 Q0D1 Q1D2 Q2D3 Q3EPETCP GND VCC Y0A0 Y1A1 Y2A2 Y3S3 Y4S2 Y5S1 Y6 GND Y7 74LS16174LS138&&&F1F2F3+5V+5V+5V+5V+5VCP74LS3074LS1074LS10圖 用74LS161和74LS138及邏輯門構(gòu)成的脈沖序列發(fā)生器3、控制器74LS161、74LS138、74LS194及與非門構(gòu)成的控制器如圖8.3所示。74LS161接成六進制計數(shù)器，與十進制計數(shù)器構(gòu)成六十進制計數(shù)器，通過74LS138譯碼器及與非門得到控制信號，控制寄存器的工作狀態(tài)，使寄存器的輸出

6、端的發(fā)光二極管產(chǎn)生亮、滅變化，從而實現(xiàn)光點的移動。 VCC LDD0 Q0D1 Q1D2 Q2D3 Q3EPETCP GND Cr74LS161&& VCC Y0A0 Y1A1 Y2A2 Y3S3 Y4S2 Y5S1 Y6 GND Y7 74LS138+5V+5V+5V+5VCP74LS1074LS10 VCC DIRS0 Q0 Q1S1D0 Q2D1D2 Q3D3CP GND DIL&十進制計數(shù)器M1+5V74LS194圖3.13.3 控制器四、實驗設(shè)備與器材1、THD-4型數(shù)字電路實驗箱2、GOS-620示波器3、器材：74LS194 四位雙向移位寄存器 74LS1

7、61 四位二進制同步計數(shù)器 74LS138 3線-8線譯碼器 74LS190 十進制同步加/減計數(shù)器 74LS10 三-3輸入與非門五、實驗內(nèi)容與步驟 1、用光點移動模擬電機運轉(zhuǎn)規(guī)律。（1）、將74LS190接成十進制減法計數(shù)器。 可逆計數(shù)器74LS190的加/減控制端接高電平，使其為減法計數(shù)。置入端加高電平，允許端加低電平，加脈沖信號使74LS190工作。觀察輸出狀態(tài)，若做減法計數(shù)，則進行下一步。 （2）、將74LS161接成六進制加法計數(shù)器。 檢查是否構(gòu)成了六進制加法計數(shù)，觀察輸出狀態(tài)，若做六進制加法計數(shù)，則進行下一步。 （3）、用74LS190、74LS161、74LS138及與非門構(gòu)成

8、控制器。 控制器產(chǎn)生的信號S1、S0，觀察S1、S0的狀態(tài)是否符合要求，若符合要求，則進行下一步。 （4）、用74LS194模擬電機運轉(zhuǎn)。 74LS194的輸出端接發(fā)光二極管，要求能夠控制光點右移、左移、停止。觀察光點移動規(guī)律。光點右移表示電動機正轉(zhuǎn)；光點左移表示電動機反轉(zhuǎn)；光點不移表示電動機停止。其規(guī)律是：正轉(zhuǎn)20s停10s反轉(zhuǎn)20s，循環(huán)下去。是否模擬電機運轉(zhuǎn)，若達到要求，則結(jié)束；否則查找原因，進一步調(diào)試，直到達到要求為止。 （5）、將測試結(jié)果填入表中。2、按圖所示電路，用Multisim8進行仿真，分析仿真結(jié)果。3、按圖所示電路在實驗箱上接線，驗證其功能。表 數(shù) 據(jù) 表CPM74LS16174LS1074LS194Q2 Q1 Q0S1 S0Q0 Q1 Q2 Q30111111六、實驗報告要求1、分析