循环彩灯控制器2教案.docx
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循环彩灯控制器2教案
课 题
任务七 时序逻辑电路
7.2循环彩灯控制器
课 型
新课
授课班级
授课时数
8
教学目标
1、理解计数器的概念、类型和功能,掌握常用计数器电路的组成和工作原理。
2、理解寄存器、计数器的应用。
教学重点
认识计数器的集成电路,并掌握其逻辑功能
教学难点
通过计数器集成电路的连接,完成循环彩灯控制器的安装和调试
学情分析
教学效果
教后记
A、导入新课
实物演示:
演示循环彩灯控制器的电路功能,提出本次学习的任务,激发学生的兴趣。
B、新授课
基础知识
计数器
(一)、概述
计数是指统计脉冲的输入个数,而能实现计数功能的电路称为计数器。
计数器用途:
计数,分频、定时和数字运算。
计数器构成:
触发器。
计数器的种类:
二进制、十进制、N进制(任意进制)计数器;
按计数器中各触发器翻转的先后次序可分成异步计数器、同步计数器;
按计数过程中累计脉冲个数的增减可分成加法计数器、减法计数器、加法/减法计数器(可逆计数器)等。
(二)、异步二进制加法计数器
⒈电路组成
图7-9异步二进制加法计数器
⒉工作过程
⑴工作前的清零:
使
=0,即脉冲的下降沿时,Q2Q1Q0=000。
⑵第一个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=001。
⑶第二个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=010。
⑷第三个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=011。
⑸依次类推,当第七个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=111。
⑹当第八个计数脉冲CP的下降沿到来时,三个JK触发器又重新恢复为000,则加法计数器的输出为Q2Q1Q0=000。
进入下一个计数周期或循环。
(三)、异步二进制减法计数器
⒈电路组成
图7-10异步二进制减法计数器
⒉工作过程
⑴工作前的清零:
使
=0,即脉冲的下降沿时,Q2Q1Q0=000。
⑵第一个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=111。
⑶第二个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=110。
⑷第三个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=101。
⑸依次类推,当第七个计数脉冲CP的下降沿到来时,减法计数器的输出为Q2Q1Q0=000。
⑹当第八个计数脉冲CP的下降沿到来时,三个JK触发器又重新恢复为111,则减法计数器的输出为Q2Q1Q0=111。
进入下一个计数周期或循环。
(四)、同步二进制加法计数器
异步计数器的电路简单,但由于各触发器状态的改变是逐位进行的,因此计数速度慢。
为了提高计数速度,可将计数脉冲同时送到每个触发器的控制端C(时钟脉冲输入端),使各个触发器的状态改变与计数脉冲同步,称之为同步计数器。
⒈电路组成
图7-11同步二进制加法计数器
⒉工作过程
⑴工作前的清零:
使
=0,即脉冲的下降沿时,Q2Q1Q0=000。
⑵第一个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=001
⑶第二个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=010。
⑷第三个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=011。
⑸第四个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q2Q1Q0=000。
(五)异步十进制加法计数器
由于日常广泛采用十进制数;因此,十进制计数器的使用更方便、更广泛。
⒈电路组成
图7-12异步十进制加法计数器
⒉工作过程
⑴工作前的清零:
使
=0,即脉冲的下降沿时,Q3Q2Q1Q0=0000。
⑵由于与图7-9所示的三位异步二进制加法计数器电路结构相似;因此,计数器从0000~0111,工作过程与前述的三位异步二进制加法计数器完全相同。
⑶第八个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q3Q2Q1Q0=1000。
⑷第九个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q3Q2Q1Q0=1001。
⑸第十个计数脉冲CP的下降沿到来时,输出为Q3Q2Q1Q0=0000。
工作步骤
步骤一:
计数器(集成电路)的认识
㈠器材准备
完成本学习任务所需要的工具与器材、设备见表7-5。
㈡异步三位二进制加法计数器电路的连接与调试
⒈将两块74LSll2分别插入集成电路插座及线路板,应注意相互的间距与位置,使导线连接方便。
图7-13异步三位二进制加法计数器电路
⒉按图7-13连接电路。
应使每个JK触发器的J、K端悬空,呈计数状态。
⒊调节直流稳压电源,使输出电压为+5V。
⒋将置零开关S接地,使计数器置零.然后打开开关S。
⒌计数器脉冲输入端接入脉冲信号发生器,并调节脉冲信号发生器,使其产生频率为1kHz幅度为3.6V的方波信号。
⒍将输出端Q0~Q2接入示波器,观察Q0~Q2的状态,并将结果填入表7-6中。
㈢异步三位二进制减法计数器电路的连接与调试
⒈按图7-14连接电路。
⒉重复异步三位二进制加法计数器电路的工作步骤,并将结果填入表7-6中。
图7-14异步三位二进制减法计数器电路
演示异步计数器电路的安装和测试操作。
步骤二:
多路循环彩灯控制器的连接和调试
㈠器材准备
完成本学习任务所需要的工具与器材、设备见表7-7。
㈡电路的连接与调试
⒈按图7-15连接电路。
图7-15多路循环彩灯控制器
⒉将74HCl63插入集成电路插座及线路板。
⒊调节直流稳压电源,使输出电压为+5V。
⒋接入脉冲信号发生器,并调节脉冲信号发生器,使其产生频率为1kHz幅度为3.6V的方波信号。
⒌将计数器置零,即使CR=0,在脉冲到来时,计数器自动清零。
⒍将计数器置计数状态,即使
=
=
=
=1。
⒎选择脉冲信号发生器的单次脉冲输出。
⒏接入示波器,观察Q0~Q3及CO的状态和HL0~HL4的状态变化(亮或灭),并将结果填入表7-8中。
相关链接
一、双JK触发器(74LSl12)
图7-1674LSl12外脚引线排列
如图7-16所示为集成双JK触发器74LSl12的外脚引线排列图,各脚的功能为:
①引出端:
JK1:
1C、1K、1J、1Q、1
、1
、1
。
JK2:
2C、2K、2J、2Q、2
、2
、2
。
②GND:
接地端。
③VCC:
电源端,+5V。
二、同步集成计数器(74HCl63)
如图7-17所示为四位二进制同步加法计数器74HCl63的外脚引线排列。
图7-1774HCl63外脚引线排列
功能:
①清零,当
=0,在时钟脉冲CP到来时,清零。
②置数
当清零控制端
=1,预置控制端
=0,在时钟脉冲CP到来时,输入数据从D0~D3输入到计数器。
③保存
但
=
=1,只要输入端CTP、CTT中有一个为0,则各输出Q0~Q3均保持不变。
而在CTT=0,CO为0。
④计数
当
=
=CTP=CTT=1,在时钟脉冲CP到来时,作二进制加法计数。
当计数累加到Q3Q2Q1Q0=1111,进位输出端CO=1;即CO=CTTQ3Q2Q1Q0。
演示法
(结合演示讲解)
(结合演示讲解)
(结合演示讲解)
连接与调试
连接线路
记录数据
连接与调试
练习
随堂习题:
填空:
7、8、9、10
选择:
5、6、7、8、9、10
判断:
5、6、7、8
小结
1.计数器能对输入脉冲作计数操作
2.计数器按不同的方法分类,可分为二进制计数器、十进制计数器等,也可以分为同步计数器、异步计数器、加法计数器和减法计数器等
布置作业
综合:
8、9、10
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- 关 键 词:
- 循环 彩灯 控制器 教案