一、工作原理
由集成塊555、電阻R10、R11、電容C1、C2組成多諧振蕩器，當(dāng)接通電源，電源通過電阻R10與R11對電容C2進(jìn)充電，當(dāng)UC2上升到2/3VCC時， OUT輸出低電平，內(nèi)部三極管導(dǎo)通， C2通電阻R11進(jìn)行放電，當(dāng)UC2下降到1/3VCC時，OUT輸出低電平，內(nèi)部三極管截止，如此循環(huán)的充、放電，555的3腳輸出矩形方波信號加到U10B的輸入端，若按下J10鍵與地相接，得到低電平，分兩路：一路加到U3B的輸入端，U3B輸出高電平將U10B打開，555的3腳輸出矩形方波信號經(jīng)U10B、U10C兩次反相加到蜂鳴器上，使得蜂鳴器發(fā)出聲音。另一路加到U4B的輸入端，U4B輸出高電平加到U3A，U3A輸出低電平同時加到U8A、U7B、U1A、U7A的清零端，此時U8A、U7B、U1A、U7A被清零，U7A的5腳輸出低電平，發(fā)光二極管不發(fā)光，U7A的6腳輸出高電平，經(jīng)U10D與U10A兩次反相得到高電平對電容C1進(jìn)行充電，按解碼順序B、F、H、I進(jìn)行解碼，先按下B 鍵與地相接得到低電平，若B鍵被打開通過電阻R8與電源相接為高電平，B鍵由低電平變?yōu)楦唠娖剑沟肬8A產(chǎn)生上升沿加到U8A的時鐘脈沖端翻轉(zhuǎn)從U8A的5腳輸出高電平加U7B的D 端，接著按下F鍵與地相接得到低電平，若F鍵被打開通過電阻R7與電源相接為高電平，F(xiàn)鍵由低電平變?yōu)楦唠娖剑沟肬7B產(chǎn)生上升沿加到U7B的時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)從U7B的9腳輸出高電平加U1A的D 端，再接著按下H鍵與地相接得到低電平，若H鍵被打開通過電阻R6與電源相接為高電平，H鍵由低電平變?yōu)楦唠娖剑沟肬1A產(chǎn)生上升沿加到U7A的時鐘脈沖端翻轉(zhuǎn)從U1A的5腳輸出高電平加U7A的D 端，最后按下I鍵與地相接得到低電平，若I鍵被打開通過電阻R5與電源相接為高電平，I鍵由低電平變?yōu)楦唠娖剑沟肬1A產(chǎn)生上升沿通過限流電阻R4加到發(fā)光二極管LED1，發(fā)光二極管LED1發(fā)光，此時U7A的6腳輸出低電平經(jīng)U10D 、U10C兩次反相得到低電平，電容C1通過電阻R3進(jìn)行放電，當(dāng)放電到一定時，輸出低電平加到U4B的輸入端，U4B輸出高電平接到U3A，U3A輸出低電平同時加到U8A、U7B、U1A、U7A的清零端，發(fā)光二極管LED1熄滅。當(dāng)按下非BFHI鍵時，都會引入低電平加到U4B，U4B輸出高電平到U3A，U3A輸出低電平到U8A、U7B、U1A、U7A進(jìn)行清零并死鎖。
二、設(shè)計(jì)依據(jù)
本電路主要采用了二輸入與非門74LS00，四輸入與非門74LS20，雙上升沿D觸發(fā)器74LS74，555時基集成電路。 其74LS00的邏輯功能是有0出1，無0出0。其邏輯表達(dá)式：Ｙ＝ ，真值表如下：
| A | B | Y |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
其74LS20的邏輯功能是有0出1，無0出0。其邏輯表達(dá)式：Ｙ＝ ，真值表如下：
| A | B | C | D | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
74LS74D的真值表
| 異步輸入 | 時鐘 | D | QN+1 | 功能 | |
| CLR | PR | CLK | D | ||
| 1 | 1 | X | X | 不用 | 不允許 |
| 1 | 0 | X | X | 1 | 異步置1 |
| 0 | 1 | X | X | 0 | 異步置0 |
| 1 | 1 | ↑ | 0 | 0 | 置0 |
| 1 | 1 | ↑ | 1 | 1 | 置1 |
| 1 | 1 | 0 | X | QN | 不變 |
注明：QN+1=D CLK=↑
555時鐘電路可以構(gòu)成多諧振蕩器，真值表如下：
| RST | THR | TRI | OUT | TD |
| 0 | X | X | 0 | 導(dǎo)通 |
| 1 | >2\3VCC | >1\3VCC | 0 | 導(dǎo)通 |
| 1 | <2\3VCC | >1\3VCC | 不變 | 不變 |
| 1 | <2\3VCC | <1\3VCC | 1 | 截止 |
| 1 | >2\3VCC | <1\3VCC | 1 | 截止 |
注明：6腳為THR，觸發(fā)器輸入端，低電平有效。
2腳為TRI，閥值輸入端，高電平有效。
4腳為RST，總復(fù)位端，低電平有效。
7腳為DIS，放電端。
5腳為CON，控制端。
1腳接地，8腳接電源。
3腳為輸出端。
TD為內(nèi)部三極管。
三、電路圖
四、驗(yàn)證功能
A、B、C、D點(diǎn)邏輯輸出波形
五、總結(jié)報告
（1）本電路采用555定時器及電阻、電容組成多諧振蕩器蜂鳴器提供時鐘信號。
（2）由74LS00兩輸入與非門和74LS20四輸入與非門主要是組成清零和復(fù)位等電路。
（3）74LS74和十個按鍵組成編碼輸入和解碼電路。
（4）通過這次設(shè)計(jì)，使我加深了對編碼電子瑣電路的理解，學(xué)會了D觸發(fā)器的原理和應(yīng)用。鞏固了課本上所學(xué)的知識，真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)以致用的目的。