TTL数字集成电路实验机

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为了更好地学习数字电子技术和掌握数字集成电路的应用,现介绍一种经济实用的“TTL数字集成电路实验机”(以下简称“DIC实验机”)。

结构特点

“DIC实验机”外形见图1,其主要特点有:

图1
图1 🔍原图 (863×880)

1.适用大、中及小规模TTL集成电路进行脉冲及数字电路的实验和逻辑设计,也适用于使用模拟集成电路或分立元件的实验。

2.提供了灵活的插件板,又自备各种信号源、显示器和稳压电源等、无需借助其它仪器就可以满足数字逻辑电路的静态功能实验和调试 。一次试验可同时容纳六块中规模集成块,因而可进行较复杂的数字电路(或系统)的试验。

3.采用双列直插式(DIP)集成电路进行电路实验。实验器件和电路不需焊接,用导线直接连接;因而既能方便地修改实验电路,又省时、省工。

电路组成

实验机的方框图如图2所示,整机电路如图3所示。

图2
图2 🔍原图 (427×338)
图3
图3 🔍原图 (1190×855)

1.插件板:插件板由一块SCB-128型和两块SCB-128B型多孔插座板并成。其中中间一块由两行六十二列弹性接触簧片构成。每个簧片有五个插孔,这五个小孔在电气上是连通的,插孔间及簧片之间均为双列直插式(DIP)集成电路标准间距。为此适合插入各种双列直播式集成块,亦可插入引脚直径为0.5~0.8mm的任何元件或导线。当集成电路插入两行簧片之间时,空余的插孔可供集成电路各引脚的输入、输出或互联。上下一排双行的插孔分别接入正电源与地线及各用。各行每半行的插孔内部相互连通(本机中电源与地线所用的行,外部已将左、右接通整行使用),这对于需要多电源供电的线路实验提供了很大的方便。电路联线用单股导线,22号为宜。

2.时钟电路:实验机设有连续矩形脉冲输出,频率从1Hz~1MHz分五档,各档连续可调,并在面板上由“CP”插孔输出。该时钟电路是一个典型的RC环形多谐振荡器,由四与非门(74LS00)构成。其中通过K\(_{7}\)改变不同电容实现频率粗调,改变W实现脉冲频率细调。由于各组件性能的差异,脉冲频率范围与电容值可通过实验最后确定。

3.单脉冲发生器;单脉冲发生器是由一个微动开关K及两个与非门(1/274LS00)构成。两个与非门构成一个基本的RS触发器,用以防止微动开关簧片的抖动对输出波形的影响,所以按钮K\(_{6}\)每按动一次,其输出仅输出一个正(或负)的脉冲,故也称为“无抖动开关”电路。

4.逻辑电平发生器:电路主要由四个拨动开关(K\(_{1}\)~K4)和电阻(R\(_{1}\)~R4)组成,向电路提供四个“1”(高电平)和“0”(低电平)信号,见图3。

5.显示电路:本机显示电路有四位“二进制”发光二极管(LED)和一位“十进制”七段数码管显示两种,以供不同数制的计数电路显示使用。

二进制显示电路由四个限流电阻与四个发光二极管组成,直接由实验电路或元件输出驱动。当其输入端(A-B-C-D-)为“0”(低电平)时,LED导通点亮,为“1”(高电平)时熄灭。

十进制显示电路是由LED七段数码管和BCD译码器(74LS47)组成。当显示电路各输入端分别接入8421码时,通过译码器,数码管便能显示十进制数。其中LED数码管是共阳极的,R\(_{13}\)~R19为各段发光管的限流电阻,以使各段笔划发光均匀。

6.稳压电源:本机设有0.5A/5V直流稳压电源,采用一块7805集成三端稳压器。

此外,电路还专门设有“清零”输出以供计数器(电路)实验之用;另机上备有一个电位器供实验需要时使用。

元件选用

本机采用了三只74LS系列TTL集成块和一只7805的三端稳压器。图4给出74LS47及数码管的引脚。发光二极管(LED)均采用φ5的发光二极管,其中LED\(_{0}\)为红色(作电源指示),LED1~LED\(_{4}\)可用绿色、低耗的管子。K1~K\(_{4}\)为1×2小型拨动开关,K5、K\(_{6}\)用1×2的微动开关(也可用小型按钮代替),K7采用1×5的小型拨动开关或波段开关。电容宜采用误差小的涤纶或金属化电容。变压器B的容量为3~5W,次级为6~9V。调试时可先依次拨动I~IV开关分别置高或低电平(相当四位二进制人工置数),这时十进制显示的数码管应能相应显示出0~9十个数码,则表示这两部分电路工作正常。然后按几下“脉冲开关K\(_{6}\)”,这时连接的两只发光管应随按钮开关而交错亮或灭;按“清零”开关K3时则对应的发光管应一亮一灭。(甘德)

图4
图4 🔍原图 (480×320)