74ls160應(yīng)用電路圖（一）

數(shù)字鐘是計(jì)數(shù)電路的一種典型應(yīng)用，其構(gòu)成原理框圖如下圖所示。它主要由三部分組成：

（1）秒脈沖發(fā)生電路

它由32768Hz的石英晶體振蕩器和若干級(jí)分頻電路構(gòu)成，振蕩器產(chǎn)生32768Hz的方波，由于使用了晶體，振蕩頻率準(zhǔn)確且穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)216=65536分頻后，再經(jīng)過(guò)2倍頻，得到秒脈沖信號(hào)，該秒脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)控制門進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。

（2）時(shí)間校準(zhǔn)電路

時(shí)間調(diào)整由3個(gè)開關(guān)AN1、AN2、AN3以及3個(gè)R-S觸發(fā)器構(gòu)成。當(dāng)3個(gè)開關(guān)都撥到右邊時(shí)，R-S觸發(fā)器的輸出Q1、Q2、Q3都為1，因此控制門的3個(gè)右邊門開啟，秒、分、時(shí)脈沖可以正常進(jìn)入相應(yīng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)某開關(guān)撥到左邊時(shí)，R-S觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，例如當(dāng)“秒調(diào)整”開關(guān)撥到左邊，Q1-0、，控制門的右門關(guān)、左門開，秒脈沖不能通過(guò)，而0．5s的脈沖信號(hào)卻可以進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)“秒調(diào)整”。分、時(shí)的調(diào)校原理與此相同，使用R—S觸發(fā)器的目的是為了消除開關(guān)抖動(dòng)產(chǎn)生的影響。

（3）時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)電路

采用兩片74LS160按下圖所示連接，可以構(gòu)成作60分頻計(jì)數(shù)，用于數(shù)字鐘中的秒計(jì)數(shù)器。

標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖經(jīng)過(guò)控制門進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器，并顯示其計(jì)數(shù)值，當(dāng)計(jì)數(shù)滿60時(shí)得到一個(gè)進(jìn)位“分”脈沖，同時(shí)秒計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零。“分”脈沖經(jīng)控制門送入“分計(jì)數(shù)器”又作60分頻計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)滿后得到進(jìn)位“時(shí)”脈沖。“時(shí)”脈沖再經(jīng)控制門送入“時(shí)計(jì)數(shù)器”計(jì)數(shù)。“分計(jì)數(shù)器”與“時(shí)計(jì)數(shù)器”的計(jì)數(shù)、復(fù)零和顯示原理與“秒計(jì)數(shù)器”相同，可以自行設(shè)計(jì)。

74ls160應(yīng)用電路圖（二）

下圖是TLC320AD75C 的ADC 與MCS51 接口電路，DAC 接口電路是上述電路的逆過(guò)程，只要將８位輸出鎖存移位寄存器（三態(tài)、串入并出）74LS595 改成８位輸入鎖存移位寄存器74LS597（三態(tài)、并入串出）即可，此處不再詳述。圖５與圖３的畫法一樣，鑒于篇幅的限制，省略掉了一些電路細(xì)節(jié)，讀者應(yīng)用本文中的電路時(shí)應(yīng)補(bǔ)上。下面簡(jiǎn)單講述一下圖５所示電路的工作過(guò)程。根據(jù)圖４串行接口時(shí)序，要求利用LRCKA 和SCLKA 生成圖４（d）所示的脈沖。在該脈沖的高電平期間20 位串行數(shù)據(jù)送到由三片74LS595 級(jí)聯(lián)而成的串入并出接口電路中；在脈沖的下降沿將74LS595 中移位寄存器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)芥i存器；在脈沖的低電平期間發(fā)中斷到MCS51 的INTO，MCS51 依次發(fā)出三個(gè)片選信號(hào)，讀走該20 位數(shù)據(jù)，從而完成一個(gè)聲道的采集工作。因此如何產(chǎn)生圖4（d）所示的脈沖是本電路的核心問(wèn)題。在圖５所示電路中，74LS123 捕捉到的LRCKA 上升沿和下降沿通過(guò)線與的方式生成圖4（e）形式的極窄脈沖。在該脈沖的低電平期間置位74LS74；兩片74LS160 接成20 進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，在74LS74 輸出高電平到來(lái)時(shí)對(duì)SCLKA 進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)滿20 個(gè)脈沖時(shí)輸出一高電平脈沖，該脈沖經(jīng)一非門倒相去74LS74 的復(fù)位端。74LS74 在上述的置位與復(fù)位作用下即產(chǎn)生圖4（f）所示的脈沖，同時(shí)在該脈沖的低電平期間還要去清除計(jì)數(shù)器，停止計(jì)數(shù)器工作，直至該脈沖的下一個(gè)高電平到來(lái)。要指出的是圖4（f）所示脈沖比圖４（ｄ）所示的脈沖有一延遲，但只要該延遲時(shí)間小于ＴSCLKA/2，即圖4（f）所示脈沖的上升沿比轉(zhuǎn)換開始后SCLKA 的第一個(gè)上升沿早，同步計(jì)數(shù)器就可正確計(jì)數(shù)，不會(huì)漏掉１位串行數(shù)據(jù)。

74ls160應(yīng)用電路圖（三）

設(shè)計(jì)原理和工作電路

交通燈的控制電路主要由555定時(shí)器、分頻電路產(chǎn)生出1HZ的脈沖，兩個(gè)74LS160、與門、與非門、或非門組成的紅綠燈轉(zhuǎn)換電路，以及由74LS192設(shè)計(jì)出的倒計(jì)時(shí)顯示器等組成。

秒脈沖的產(chǎn)生

電路圖如下：

本電路由555定時(shí)器產(chǎn)生1KHZ的脈沖，再由分頻電路產(chǎn)生出1HZ脈沖。

紅綠燈的轉(zhuǎn)換

電路圖如下：

本電路是由兩個(gè)74LS160組成的80進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每到第40個(gè)脈沖時(shí)轉(zhuǎn)換紅綠燈，在每次紅綠燈轉(zhuǎn)換的最后10秒，黃燈也一起亮，達(dá)到提示的作用。

倒計(jì)時(shí)顯示

電路圖如下：

它是一個(gè)由74LS192可逆計(jì)數(shù)器組成的40倒計(jì)時(shí)到0的減法計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)紅綠燈轉(zhuǎn)換時(shí)的顯示。由于時(shí)間緊迫，在實(shí)驗(yàn)時(shí)未能調(diào)到正常工作狀態(tài)。

交通燈控制電路總圖：

實(shí)驗(yàn)器材

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

元器件功能

74ls160應(yīng)用電路圖（四）

電路原理

系統(tǒng)電路如下圖所示。

（1） 放大電路：放大電路部分主要由一塊LM324集成運(yùn)放及外圍元件組成。本放大電路采用兩級(jí)放大，第一級(jí)信號(hào)的增益為20dB，第二級(jí)的信號(hào)增益為 40dB，兩級(jí)的放大倍數(shù)為1000倍，其頻率的帶寬為0～5kHz。采用多級(jí)放大可以提高的放大電路的通頻帶，如果被測(cè)的信號(hào)頻率較高。可以采用多級(jí)放 大來(lái)提高通頻帶，根據(jù)實(shí)際情況而定，由于本電路的測(cè)頻范圍低，對(duì)通頻帶不做太多的要求。圖2中，A端為被測(cè)信號(hào)的輸入端。B端為放大電路的輸出端，接整形 電路的輸入。

（2）整形電路：整形電路的主要作用是將第一部分放大的交變信號(hào)整形為數(shù)字信號(hào)（即幅度為5V的方波信號(hào)），其電路主要由比較器組成，該電路中我們選用LM393比較器，B端為整形電路輸入端，C為整形電路的輸出端接E端。

（3）計(jì)數(shù)電路：計(jì)數(shù)電路部分我們選用3片十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160的級(jí)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)0-999Hz的頻率顯示，74LS160為可預(yù)置的十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，利用其級(jí)聯(lián)，可以構(gòu)成任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。

74LS160（a） 的2腳為脈沖信號(hào)的輸入端，1腳清零端。74LS160（a）的CO進(jìn)位端接74LSl60（b）的CLK脈；中輸入端，74LS160（b）的進(jìn)位端接 74LS160（c）的CLK脈沖輸入端，三塊計(jì)數(shù)器的PE、TE及LD端接電源．使計(jì)數(shù)器工作在計(jì)數(shù)的狀態(tài)，CLR端接時(shí)基電路，由時(shí)基電路來(lái)控制計(jì)數(shù) 與清零。

（4）顯示電路：顯示電路部分主要由二塊74LS273鎖存器和12個(gè)紅色發(fā)光二極管組成，74LS273是8位數(shù)據(jù)／地址鎖存器。他是 一種帶清除功能的8D觸發(fā)器，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)數(shù)電路的輸出信號(hào)進(jìn)行鎖存，由于計(jì)數(shù)器的頻率較快。采用的是動(dòng)態(tài)顯示，我們?yōu)榱孙@示的穩(wěn)定，便于觀察，所以在計(jì) 數(shù)器的輸出端進(jìn)行鎖存。該鎖存器的鎖存信號(hào)由時(shí)基電路來(lái)提供，且當(dāng)1腳為高電平時(shí)，11（CLK）腳是鎖存控制端，并且是上升沿觸發(fā)鎖存，當(dāng)11腳有一個(gè) 上升沿，立即鎖存輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的數(shù)據(jù)，并且立即呈現(xiàn)在輸出腳2（Q0）、5（Q1）、6（Q2）、9（Q3）、 12（Q4）、15（Q5）、16（Q6）、19（Q7）上。74LS273的CLR端接高電平，使其工作在不清零狀態(tài)。

（5）時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生電 路：該電路的主要作用是產(chǎn)生O．5Hz的時(shí)基信號(hào)（即周期為2秒，脈寬為1秒的閘門信號(hào)）為鎖存器提供鎖存信號(hào)和為計(jì)數(shù)電路提供計(jì)數(shù)閘門信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻率計(jì) 數(shù)與顯示。時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生電路由一個(gè)頻率為3.2768MHz的晶振和一塊CD4060分頻器以及外圍元件夠成。CD4060（IC）是一種帶有振蕩器的 14級(jí)分頻器電路。用作振蕩器時(shí)需外接R、C元件或石英晶體和電容器。內(nèi)部包含兩個(gè)非門和14級(jí)2分頻電路，它所產(chǎn)生的信號(hào)頻率為32768Hz，經(jīng)14 級(jí)兩二分頻后，得到一個(gè)2Hz的脈沖信號(hào)。下圖H端為2Hz信號(hào)的輸出端。

（6）計(jì)數(shù)器與鎖存器控制電路該部分電路主要是控制計(jì)數(shù)電路的清零、計(jì)數(shù)與鎖存電路的鎖存顯示。該電路的核心器件是一塊 D觸發(fā)器74L．S74與一塊與非門74LS00組成。H為2Hz方波信號(hào)（即周期為0.5s，時(shí)基電路產(chǎn)生）的輸入端I、J為控制信號(hào)的輸出端，分別接 計(jì)數(shù)器的清零端與鎖存電路的CLK時(shí)鐘端，H、I、J端的信號(hào)時(shí)序如下圖所示。

基準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)D觸發(fā)器分頻后便獲得1Q和2Q的方波信號(hào)，經(jīng)由兩個(gè)與非即可得到l端和J端的方波信號(hào)。當(dāng)l端的信號(hào)在高電平時(shí)計(jì)數(shù)器工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)，低電平時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器清零。當(dāng)l端的信號(hào)處于下降沿的時(shí)候，此時(shí)J端的信號(hào)處于上升沿。

該上升沿信號(hào)使鎖存器開始工作，直到下一個(gè)上升沿的到來(lái)．這樣便實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的計(jì)數(shù)與鎖存。

（7）電源電路：該電路的整體供電需要雙5V，因此我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的雙電源供電電路。電路原理圖如下圖所示。