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1、单元7 顺序脉冲发生器及其应用7-1 基本理论: 顺序脉冲发生器原理在数控装置和数字计算机中，往往需要机器按照人们事先规定的顺序进行运算和操作，这就要求控制电路不仅能正确的发出各种控制信号，而且要求这些控制信号在时间上有一定的先后顺序，能完成这样功能的电路称为顺序脉冲发生器。F7-1 异步计数器构成顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器一般由计数器和译码器两部分组成。1. 异步计数器构成的顺序脉冲发生器图F7-1是异步计数器构成的顺序脉冲发生器。Y0=/Q2 /Q1 /Q0 Y1= /Q2 /Q1 Q0Y2=/Q2 Q1 /Q0 Y3=/Q2 Q1 Q0Y4=Q2 /Q1 /Q0顺序脉冲发生器输出串脉冲
2、Y0、Y1、Y2、Y3、Y4的周期由计数器的进制决定，控制执行机构操作时间的长短由驱动计数器的时钟CLK脉冲的周期决定。由异步计数器构成的分配器有可能在输出端产生竞争冒险现象。在图F7-1的电路中，由于时钟到来时，各触发器不是同时翻转，每当有两个以上的触发器翻转，就会产生冒险干扰。如当计数器从001变为010时，若触发器UIA先翻转为0，U2A后翻转为1，那么将出现一个短暂的000状态，Y0将出现一个窄脉冲。这种冒险干扰脉冲，如不加以抑制或消除，就可能造成误动作。顺序脉冲发生器的时序图要克服竞争冒险现象，通常的是改变计数器的电路形式，如采用环形计数器、扭环计数器。2. 由扭环计数器构成的顺序脉
3、冲发生器图F7-2是数控插补器中的顺序脉冲发生器电路。在数控中做插补运算时，每走一步，都要进行以下四个节拍：判别、进给、运算、判别，这四个节拍分别用t1 、t2、t3、t4表示。其波形图如下。根据时序图可以看出，有11个计数状态。需要六位扭环计数器，构成11进制计数器。插补器的时序图其状态表如后表。插补器的顺序脉冲发生器状态表CPQ0Q1Q2Q3Q4Q5T1T2T3T4逻辑表达式0000000000011000001000T1=Q0/Q121100000100T2=Q1/Q23111000000T3=(Q2+Q4)/CP4111100000511111000061111110007011111
4、0008001111000900011100010000011000110000010001T4=/Q4Q5121000001000在图F7-2的电路中，M=11进制的计数器用两片74LS194组成。六位扭环计数器的循环计数脉冲个数为12，因为只有11个状态，所以全零态不用。F7-2 插补器用的顺序脉冲发生器F7-3是状态转换图。根据状态表,应用观察法写出输出信号的逻辑表达式:3. 交通灯控制器为保证南来北往的车辆顺利、畅通的通过，在公路的十字路口都设有交通灯。南北东西方向的绿、黄、红灯的变化规律如下图。（说明：南北 ：NS，东西：EW 绿灯：G，黄灯：Y，红灯：R ）NS G 亮， EW R
5、 亮 5CPNS Y 亮（闪）EW R亮 1CP NS R 亮 EW G亮 5CPNS R 亮 EW Y亮（闪） 1CP其时序图如后根据波形图知,计数器循环周期为12。可选用12进制计数器.本实验用一片74LS164（也可参照图F7-2用两片74LS194）构成组成12进制扭环计数器。状态表如下：状态表计数器输出南北方向东西方向tQ0Q1Q2Q3Q4Q5NSGNSYNSREWGEWYEWR10000001000012100000100001311000010000141110001000015111100100001611111000001711111100110080111110011009
6、0011110011001000011100110011000011001100120000010010013000000100001根据状态表可列出东西、南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式。东西方向南北方向交通灯控制器的电路图如下：习题：1 析如图所示电路，试列出状态转换表并写出输出信号T1、T2、T3、T4的逻辑表达式。7-2 实验 顺序脉冲发生器、交通灯控制器7-2.1实验目的1. 掌握顺序脉冲发生器的特点和工作原理。2. 掌握交通灯控制器的工作原理及电路组成。3. 了解竞争冒险现象。7-2.2实验内容及步骤1 异步计数器构成的顺序脉冲发生器按图F7-1接好线，用TDS220数字示波器观察
7、输出端Y0、Y4的波形并作记录，解释产生的竞争冒险现象的原因。2. 用于插补器的顺序脉冲发生器1) 按图F7-2接好线。t1、22、t3、t4接LED发光二极管，计数脉冲接单脉冲。清零端接复位开关。2) 先清零，按动单次脉冲，使计数器工作。3) 观察T1、t2、t3、t4的状态并做记录，验证结果是否正确。2 交通灯控制器图F7-4是交通灯控制器的电路， M=12的扭环计数器由74LS164 （也可参照图F7-2由两片74LS194）构成。依下图接好线。各输出接LED发光二极管，计数脉冲接单脉冲。清零端接复位开关。1) 先按复位开关，清零。2) 发单脉冲，观察输出端的情况并记录。验证结果是否正确7-2.4实验器材1 NET-I数字电子技术实验箱2 直流稳压电源 GPC-3030D3 数字示波器TDS-2204 集成电路：74LS74 74LS194 74LS08 各2片74LS00 74LS04 74LS32 74LS164 74LS138 各1片7-2.5实验报告要求1. 分析译码器输出产生竞争冒险现象的原因。2. 作出交通灯控制器的状态表。
