描述

74ls160应用电路图(一)

数字钟是计数电路的一种典型应用，其构成原理框图如下图所示。它主要由三部分组成：

(1)秒脉冲发生电路

它由32768Hz的石英晶体振荡器和若干级分频电路构成，振荡器产生32768Hz的方波，由于使用了晶体，振荡频率准确且稳定，经过216=65536分频后，再经过2倍频，得到秒脉冲信号，该秒脉冲信号经过控制门进入秒计数器进行计数。

(2)时间校准电路

时间调整由3个开关AN1、AN2、AN3以及3个R-S触发器构成。当3个开关都拨到右边时，R-S触发器的输出Q1、Q2、Q3都为1，因此控制门的3个右边门开启，秒、分、时脉冲可以正常进入相应计数器进行计数。当某开关拨到左边时，R-S触发器翻转，例如当“秒调整”开关拨到左边，Q1-0、，控制门的右门关、左门开，秒脉冲不能通过，而0．5s的脉冲信号却可以进入秒计数器实现“秒调整”。分、时的调校原理与此相同，使用R—S触发器的目的是为了消除开关抖动产生的影响。

(3)时、分、秒计数电路

采用两片74LS160按下图所示连接，可以构成作60分频计数，用于数字钟中的秒计数器。

标准秒脉冲经过控制门进入秒计数器，并显示其计数值，当计数满60时得到一个进位“分”脉冲，同时秒计数器自动清零。“分”脉冲经控制门送入“分计数器”又作60分频计数，当计数满后得到进位“时”脉冲。“时”脉冲再经控制门送入“时计数器”计数。“分计数器”与“时计数器”的计数、复零和显示原理与“秒计数器”相同，可以自行设计。

74ls160应用电路图(二)

下图是TLC320AD75C 的ADC 与MCS51 接口电路，DAC 接口电路是上述电路的逆过程，只要将８位输出锁存移位寄存器(三态、串入并出)74LS595 改成８位输入锁存移位寄存器74LS597(三态、并入串出)即可，此处不再详述。图５与图３的画法一样，鉴于篇幅的限制，省略掉了一些电路细节，读者应用本文中的电路时应补上。下面简单讲述一下图５所示电路的工作过程。根据图４串行接口时序，要求利用LRCKA 和SCLKA 生成图４(d)所示的脉冲。在该脉冲的高电平期间20 位串行数据送到由三片74LS595 级联而成的串入并出接口电路中；在脉冲的下降沿将74LS595 中移位寄存器中的数据传输到锁存器；在脉冲的低电平期间发中断到MCS51 的INTO，MCS51 依次发出三个片选信号，读走该20 位数据，从而完成一个声道的采集工作。因此如何产生图4(d)所示的脉冲是本电路的核心问题。在图５所示电路中，74LS123 捕捉到的LRCKA 上升沿和下降沿通过线与的方式生成图4(e)形式的极窄脉冲。在该脉冲的低电平期间置位74LS74；两片74LS160 接成20 进制的计数器，在74LS74 输出高电平到来时对SCLKA 进行计数，当计满20 个脉冲时输出一高电平脉冲，该脉冲经一非门倒相去74LS74 的复位端。74LS74 在上述的置位与复位作用下即产生图4(f)所示的脉冲，同时在该脉冲的低电平期间还要去清除计数器，停止计数器工作，直至该脉冲的下一个高电平到来。要指出的是图4(f)所示脉冲比图４(ｄ)所示的脉冲有一延迟，但只要该延迟时间小于ＴSCLKA/2，即图4(f)所示脉冲的上升沿比转换开始后SCLKA 的第一个上升沿早，同步计数器就可正确计数，不会漏掉１位串行数据。

74ls160应用电路图(三)

设计原理和工作电路

交通灯的控制电路主要由555定时器、分频电路产生出1HZ的脉冲，两个74LS160、与门、与非门、或非门组成的红绿灯转换电路，以及由74LS192设计出的倒计时显示器等组成。

秒脉冲的产生

电路图如下：

本电路由555定时器产生1KHZ的脉冲，再由分频电路产生出1HZ脉冲。

红绿灯的转换

电路图如下：

本电路是由两个74LS160组成的80进制计数器，每到第40个脉冲时转换红绿灯，在每次红绿灯转换的最后10秒，黄灯也一起亮，达到提示的作用。

倒计时显示

电路图如下：

它是一个由74LS192可逆计数器组成的40倒计时到0的减法计数器，实现红绿灯转换时的显示。由于时间紧迫，在实验时未能调到正常工作状态。#p#

74ls160应用电路图(四)

#e#

交通灯控制电路总图：

实验器材

(1)74LS90N(2)74LS00N(3)74LS47(4)5.1KR(5)10KR(6)36KR(7)51欧R(8)LM555CM(9)DCDHEX(10)LED(红黄绿)

元器件功能

74ls160应用电路图(四)

电路原理

系统电路如下图所示。

(1) 放大电路：放大电路部分主要由一块LM324集成运放及外围元件组成。本放大电路采用两级放大，第一级信号的增益为20dB，第二级的信号增益为 40dB，两级的放大倍数为1000倍，其频率的带宽为0～5kHz。采用多级放大可以提高的放大电路的通频带，如果被测的信号频率较高。可以采用多级放 大来提高通频带，根据实际情况而定，由于本电路的测频范围低，对通频带不做太多的要求。图2中，A端为被测信号的输入端。B端为放大电路的输出端，接整形 电路的输入。

(2)整形电路：整形电路的主要作用是将第一部分放大的交变信号整形为数字信号(即幅度为5V的方波信号)，其电路主要由比较器组成，该电路中我们选用LM393比较器，B端为整形电路输入端，C为整形电路的输出端接E端。

(3)计数电路：计数电路部分我们选用3片十进制加法计数器74LS160的级联来实现0-999Hz的频率显示，74LS160为可预置的十进制同步计数器，利用其级联，可以构成任意进制的计数器。

74LS160(a) 的2脚为脉冲信号的输入端，1脚清零端。74LS160(a)的CO进位端接74LSl60(b)的CLK脉；中输入端，74LS160(b)的进位端接 74LS160(c)的CLK脉冲输入端，三块计数器的PE、TE及LD端接电源．使计数器工作在计数的状态，CLR端接时基电路，由时基电路来控制计数 与清零。

(4)显示电路：显示电路部分主要由二块74LS273锁存器和12个红色发光二极管组成，74LS273是8位数据／地址锁存器。他是 一种带清除功能的8D触发器，主要实现对计数电路的输出信号进行锁存，由于计数器的频率较快。采用的是动态显示，我们为了显示的稳定，便于观察，所以在计 数器的输出端进行锁存。该锁存器的锁存信号由时基电路来提供，且当1脚为高电平时，11(CLK)脚是锁存控制端，并且是上升沿触发锁存，当11脚有一个 上升沿，立即锁存输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的数据，并且立即呈现在输出脚2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、 12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)上。74LS273的CLR端接高电平，使其工作在不清零状态。

(5)时基信号产生电 路：该电路的主要作用是产生O．5Hz的时基信号(即周期为2秒，脉宽为1秒的闸门信号)为锁存器提供锁存信号和为计数电路提供计数闸门信号，实现频率计 数与显示。时基信号产生电路由一个频率为3.2768MHz的晶振和一块CD4060分频器以及外围元件够成。CD4060(IC)是一种带有振荡器的 14级分频器电路。用作振荡器时需外接R、C元件或石英晶体和电容器。内部包含两个非门和14级2分频电路，它所产生的信号频率为32768Hz，经14 级两二分频后，得到一个2Hz的脉冲信号。下图H端为2Hz信号的输出端。

(6)计数器与锁存器控制电路该部分电路主要是控制计数电路的清零、计数与锁存电路的锁存显示。该电路的核心器件是一块 D触发器74L．S74与一块与非门74LS00组成。H为2Hz方波信号(即周期为0.5s，时基电路产生)的输入端I、J为控制信号的输出端，分别接 计数器的清零端与锁存电路的CLK时钟端，H、I、J端的信号时序如下图所示。

基准信号经过D触发器分频后便获得1Q和2Q的方波信号，经由两个与非即可得到l端和J端的方波信号。当l端的信号在高电平时计数器工作在计数状态，低电平时对计数器清零。当l端的信号处于下降沿的时候，此时J端的信号处于上升沿。

该上升沿信号使锁存器开始工作，直到下一个上升沿的到来．这样便实现输入信号的计数与锁存。

(7)电源电路：该电路的整体供电需要双5V，因此我们可以设计一个简单的双电源供电电路。电路原理图如下图所示。

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