74LS90的详细说明功能表

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1、实验十七 电子秒表 　　一、实验目的 　　1、学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。 　　2、学习电子秒表的调试方法。 　　二、实验原理 　　图17－1为电子秒表的电原理图。按功能分成四个单元电路进行分析。 　　1、基本RS触发器 　　图17－1中单元I为用集成与非门构成的基本RS触发器。属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。 　　它的一路输出作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。 　　按动按钮开关K2（接地），则门1输出＝1；门2输出Q＝0，K2复位后

2、Q、状态保持不变。再按动按钮开关K1 ,则Q由0变为1，门5开启, 为计数器启动作好准备。由1变0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。 　　基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。 　　2、单稳态触发器 　　图17－1中单元Ⅱ为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，图17－2为各点波形图。 　　单稳态触发器的输入触发负脉冲信号vi 由基本RS触发器端提供，输出负脉冲vO 通过非门加到计数器的清除端R。 　　静态时，门4应处于截止状态，故电阻R必须小于门的关门电阻ROff 。定时元件RC取值不同，输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入微分电路

3、的RP 和CP 。 单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。 图17－1 电子秒表原理图 3、时钟发生器 图17－1中单元Ⅲ为用555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好 的时钟源。 　　调节电位器 RW ，使在输出端3获得频率为50HZ的矩形波信号，当基本RS触发器Q＝1时，门5开启，此时50HZ脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器①的计数输入端CP2。 图17－2单稳态触发器波形图 图17－3 74LS90引脚排列

4、 　　4、计数及译码显示 二—五—十进制加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元，如图17－1中单元Ⅳ所示。其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ的时钟脉冲进行五分频，在输出端QD 取得周期为0.1S的矩形脉冲，作为计数器②的时钟输入。计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1～0.9秒；1～9.9秒计时。 注：集成异步计数器74LS90 74LS90是异步二—五—十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。 图17－3为74LS90引脚排列，表17－1为功能表。 通过不同

5、的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0(1)、R0(2)对计数器清零，借助S9(1)、S9(2)将计数器置9。其具体功能详述如下： (1)计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。 (2)计数脉冲从CP2输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器。 (3)若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端， 则构成异步8421码十进制加法计数器。 (4)若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出端， 则构成异步5421码十进制加法计数器。 (5)清零、置9功能。 a)

6、异步清零 当R0(1)、R0(2)均为“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。 b) 置9功能 当S9(1)、S9(2)均为“1”；R0(1)、R0(2)中有“0”时，实现置9功能，即QDQCQBQA＝1001。 表17-1 输 入 输 出 功 能 清 0 置 9 时 钟 QD QC QB QA R0(1)、R0(2) S9(1)、S9(2) CP1 CP2 1 1 0 0 0 0 0 0 清 0

7、 0 0 1 1 1 0 0 1 置 9 0 0 0 0 ↓ 1 QA 输 出 二进制计数 1 ↓ QDQCQB输出 五进制计数 ↓ QA QDQCQBQA输出8421BCD码 十进制计数 QD ↓ QAQDQCQB输出5421BCD码 十进制计数 1 1 不 变 保 持 三、实验设备及器件 1、＋5V直流电源 2、双踪示波器 3、直流数字电压表

8、 4、数字频率计 5、单次脉冲源 6、连续脉冲源 7、逻辑电平开关 8、逻辑电平显示器 9、译码显示器 10、74LS002 5551 74LS903 电位器、电阻、电容若干 四、实验内容 由于实验电路中使用器件较多，实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位置，使电路逻辑清楚，接线较短。 实验时，应按照实验任务的次序，将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能，待各单元电路工作

9、正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试……，直到测试电子秒表整个电路的功能。 这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。 1、 基本RS触发器的测试 测试方法参考实验九 2、 单稳态触发器的测试 (1)静态测试 用直流数字电压表测量A、B、D、F各点电位值。记录之。 (2)动态测试 输入端接1KHZ连续脉冲源，用示波器观察并描绘D点（vD、）F点（v0）波形，如嫌单稳输出脉冲持续时间太短，难以观察，可适当加大微分电容C（如改为0.1μ）待测试完毕，再恢复4700P。 3、 时钟发生器的测试 测试方法参考实验十五，用示波器观

10、察输出电压波形并测量其频率，调节RW，使输出矩形波频率为50Hz。 4、 计数器的测试 (1) 计数器①接成五进制形式，RO(1)、RO(2)、S9(1)、S9(2)接逻辑开关输出插口，CP2接单次脉冲源,CP1接高电平“1”，QD～QA接实验设备上译码显示输入端D、C、B、A,按表17－1测试其逻辑功能，记录之。 (2) 计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，同内容（1）进行逻辑功能测试。记录之。 (3) 将计数器①、②、③级连，进行逻辑功能测试。记录之。 5、 电子秒表的整体测试 各单元电路测试正常后，按图17－1把几个单元电路连接起来

11、，进行电子秒表的总体测试。 先按一下按钮开关K2，此时电子秒表不工作，再按一下按钮开关K1，则计数器清零后便开始计时，观察数码管显示计数情况是否正常，如不需要计时或暂停计时，按一下开关K2，计时立即停止，但数码管保留所计时之值。 6、 电子秒表准确度的测试 利用电子钟或手表的秒计时对电子秒表进行校准。 五、实验报告 1、 总结电子秒表整个调试过程。 2、 分析调试中发现的问题及故障排除方法。 六、预习报告 1、 复习数字电路中RS触发器，单稳态触发器、时钟发生器及计数器等 部分内容。 2、 除了本实验中所采用的时钟源外，选用另外两种不同类型的时钟源， 可供本实验用

12、。画出电路图，选取元器件。 3、 列出电子秒表单元电路的测试表格。 4、 列出调试电子秒表的步骤。 5、 74LS90引脚图及引脚功能 74LS90计数器是一种中规模二一五进制计数器，管脚引线如图3.6-1，功能表如表3.6-1所示。 表3.6-1 7490功能表 复位输入 输出 R1 R2 S1 S2 QD QC QB QA H H L H H L H H X L L L L L L L L L L L L L L L L H L L H 计 数 计 数 计 数 计 数 A． 将输出QA与输入B相接，构成84

13、21BCD码计数器； B． 将输出QD与输入A相接，构成5421BCD码计数器； C． 表中H为高电平、L为低电平、为不定状态。 74LS90逻辑电路图如图3.6-1所示，它由四个主从JK触发器和一些附加门电路组成，整个电路可分两部分，其中FA触发器构成一位二进制计数器；FD、FC、FB构成异步五进制计数器，在74LS90计数器电路中，设有专用置“0”端R1、R2和置位（置“9”）端S1、S2。 74LS90具有如下的五种基本工作方式： （1）五分频：即由FD、FC、和FB组成的异步五进制计数器工作方式。 （2）十分频（8421码）：将QA与CK2联接，可构成8421码十分频电路。

14、 （3）六分频：在十分频（8421码）的基础上，将QB端接R1，QC端接R2。其计数顺序为000～101，当第六个脉冲作用后，出现状态QCQBQA=110，利用QBQC=11反馈到R1和R2的方式使电路置“0”。 （4） 九分频：QA→R1、QD→R2，构成原理同六分频。 （5）十分频（5421码）：将五进制计数器的输出端QD接二进制计数器的脉冲输入端CK1，即可构成5421码十分频工作方式。 此外，据功能表可知，构成上述五种工作方式时，S1、S2端最少应有一端接地；构成五分频和十分频时，R1、R2端亦必须有一端接地。 54/7404 六反向器 简要说明 04

15、为六组反向器，共有 54/7404、54/74H04、54/74S04、54/74LS04 四种线路结构形 式，其主要电特性的典型值如下： 型 号 tPLH tPHL PD 5404/7404 12ns 8ns 60mW 54H04/74H04 6ns 6.5ns 140mW 54S04/74S04 3ns 3ns 113mW 54LS04/74LS04 9ns 10ns 12mW 引出端符号 1A－6A 输入端 1Y－6Y 输出端 逻辑图 

16、 双列直插封装 极限值 电源电压………………………………………….7V 输入电压 54/7404、54/74H04、54/74S04…………….5.5V 54/74LS04……………………………………7V 工作环境温度 54XXX …………………………………. -55~125℃ 74XXX …………………………………. 0~70℃ 存储温度 ………………………………………….-65~150℃ 功能表 推荐工作条件 5404/7404 54H04/74H04 54S04/74S04 54LS04/74LS04 单

17、 位 最小 额定 最大 最小 额定 最大 最小 额定 最大 最小 额定 最大 电源电压 Vcc 54 4.5 5 5.5 4.5 5 5.5 4.5 5 5.5 4.5 5 5.5 V 74 4.75 5 5.25 4.75 5 5.25 4.75 5 5.25 4.75 5 5.25 输入高电平电压ViH 2 2 2 2 V 输入低电平 电ViL 54 0.8 0.8 0.8 0.7 V 74 0

18、.8 0.8 0.8 0.8 输出高电平电流IOH -400 -500 -1000 -400 A 输出低电平 电流IOL 54 16 20 20 4 mA 74 16 20 20 8 静态特性（TA 为工作环境温度范围） 参 数 测 试 条 件【1】 ‘04 ‘H04 ‘S04 ‘LS04 单位 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小

19、 最大 VIK输入嵌位电压 Vcc=最小 Iik=-8mA -1.5 V Iik=-12mA -1.5 Iik=-18mA －1.2 -1.5 VOH输出高电平电 压 Vcc＝最小VIL＝最 大 IOH＝最大 54 2.4 2.4 2.5 2.5 V 74 2.4 2.4 2.7 2.7 VOL输出低电平电 压 Vcc=最小，VIL＝最 大，VIH=2V,IOL=最大 54 0.4 0.4

20、 0.5 0.4 V 74 0.4 0.4 0.5 0.5 II最大输入电压时 输入电流 Vcc＝最大 VI=5.5V 1 1 1 mA VI=7V 0.1 I 输入高电平电流 Vcc＝最大 VIH=2.4V 40 50 uA VIH=2.7V 50 20 I 输入低电平电流 Vcc＝最大 VIL=0.4V -1.6 -2 -0.4 mA VIL=0.5V

21、 -2 I 输出短路电流 Vcc＝最大 54 -20 -55 -40 -100 -40 -100 -20 -100 mA 74 -18 -55 -40 -100 -40 -100 -20 -100 ICCH输出高电平时电源电流 Vcc＝最大 12 26 24 2.4 mA ICCL输出低电平时电源电流 Vcc＝最大 33 58 54 6.6 mA IH IL OS [1]: 测试条件中的“最小”和“最大”用推荐工作条件中的相应值。 动态特性(TA=25℃) 参 数 测 试 条 件 ‘04 ‘H04 ‘S04 ‘LS04 单位 最大 最大 最大 最大 tPLH输出由低到高传输延迟时间 Vcc =5V,CL=50Pf(‘H04 为 25Pf) RL=400Ω(‘H04 和‘S04 为 280Ω， ‘LS04 为 2KΩ) 22 10 4.5 15 ns tPHL输出由高到低传输延迟时间 15 10 5 15 ns