项目五 设计制作流水灯

任务一 选通锁存电路

目前 , 抢答器及开关电路一般是由较多的基本门电路构成 , 故线路比较复杂 , 且可靠性不高 ,成本也不低。而广泛使用的 4D 、 8D 锁存器CD4042 和 74LS373 因具特有的功能 , 可用于“音频开关电路和智力抢答器”中作核心器件 , 使电路的制作变得简单 , 而且性能可靠 ,价格低廉。

【知识准备】 集成寄存器功能及应用

寄存器：用来暂时存放二进制数码的逻辑部件 寄存器按功能分：数码寄存器 移位寄存器 数码寄存器：具有接受、暂时存放和清除原有数码

器件称为数码寄存器，简称寄存器。 移位寄存器：是在数码寄存器的基础上发展而成的，

它除了具有存放数码的功能外，还具有移位的功能，“移位”是指在移位脉冲的作用下，能把寄存器的数码依次左移或右移。

数码寄存器功能：接收数码、保存、清除数码等

CP作为接收数码控制端， D0～ D3作为数据输入端， Q0～ Q3作为数据输出端 。工作过程不需预先清零。有寄存指令时 CP端加正脉冲，各触发器输出状态就和输入信号 D3～ D0一致。

常用 4D 型触发器 CD4042 简介

CLK 时钟脉冲输入端 POL 时钟方式控制端

D0—D3 数据输入端

Q0—Q3 原码数据输出端

-- 反码数据输出端

内部为四个主从结构的 D触发器

当 POL=0 时 , 锁存器在 CP 的低电平期间开通 ,DO 一 D3 的数据分别 传送到 Q0 一 Q3端 , 当 CP 的上升沿来到时数据被锁存 , 所 以这时锁存的是 CP 上升沿来到前瞬问的数据 ;反之 , 当 POL=1 时 , 锁存器在 CP 的高电平期间开通 , 当 CP 的下降 沿来到时数据被锁存 , 这时锁存的是 CP 下降沿来到前 瞬间的数据。其逻辑功能如附表所示

认识电路

一、电路组成整个电路由选通控制及锁存电路。选通控制及锁存电路的核心是一块 CMOS 集成电路 4042 。 S1 一 S4 是 4 个按钮，用来输入切换命令 .R1 一 R4 是各路 D 端的下拉电低电平。D1 一 D4 和 R5 组成二极管或门，当 S1 一 S4 中有任一个被按下时，从 D1 一 D4 二极管的公共端 ( 负端 ) 输出高电平 ;C1 和 R6 组成微分电路， C1 的左端当由低到高的变化时，C1 的右端输出一个正向尖峰脉冲。 L1 一 L4 为锁存指示灯(LED), R7 一 R10 为其限流电阻。

二、工作原理 当 S1 一 S4 中有一个按下时，相应的 D 触发器输

入端为高电平，同时二极管或门输出高电平而使微分电路输出一个正向的尖峰脉冲 . ，尖峰脉冲的上升沿解除原锁存状态，下降沿则把 D1 一 D4 二极管的状态锁存在 D1-D4 中，实现切换。例如 : 当 S2按下时， D1-D4 状态为 0100, 微分电路输出的尖峰脉冲上升沿解除原锁存，下降沿把 Q1-Q4 锁存为 0100 。则 - 相应的状态为 1011 ，因为低电平，所以发光二极管 L2 亮。

设计安装 实验仪器 工具：万用表 电烙铁 斜口钳 镊子 仪器：直流稳压电源 示波器

一、元器件的检测 元器件的质量决定电路功能的是否正常实

现，所以安装前应对相应的元器件进行检测，特别是集成电路的逻辑功能验证。

二、根据原理图安装元器件。 根据电路原理图，用下图万能板搭建电路

根据电路原理图，用下图万能板搭建电路

( 安装元器件的位置可根据自己设计的思路安装 )

电路搭接 根据安装的元器件进行焊接 一、要求： ▼ 电路布局合理 ▼ 走线美观 ▼ 连线要横平竖直 ▼ 尽量少用短接线 ▼ 电路不要有交叉线

功能调试 具体步骤 第一步：通电前检测 首先检查电路各部分接线是否正确，有无漏焊、虚焊，检查电源、地线、信号线、元器件引脚间有无开路、短路等现象，器件有无接错。

第二步：通电检查 接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分器件有无异常现象，如

出现异常，应立即断电，待排除故障后再重新接电。 第三步：对功能进行检测 ▼ 观察按钮按下时相应的灯是否亮。 ▼ 示波器测出 CD4042 的 CLK 端的波形输出。 ▼ 测出当按下任意按钮，此时 CD4042 输出端的电平的高

☆思考题 :

电路中二极管和其电阻构成什么电路，起到什么作用 ?

其中 C1—C4 和 R1—R4 在电路中起到什么作用，如果去掉对电路是否有影响？

【总结巩固】 本任务通过制作与测试电路，了解了由 CD4

042 集成数码寄存器构成的锁存电路，掌握了数码寄存器的应用。巩固和提高了焊接技能，电子仪器的使用。学习中互相评价，交流，增强学习积极性和团队合作精神。通过拓展知识的学习，了解由 D 触发器构成的可控的简单数码寄存器电路结构、电路的工作原理，数码寄存器 74LS373 的功能作用，为今后学习打下良好的基础。

习题： 1 、试用两片 CD4042 组成八路抢答器。要

求完成电路的设计和装配，调试。