【文章內(nèi)容簡介】 率先進(jìn)行 10 分頻處理，使送入頻率計的顯示的頻率為 255Hz，配合小數(shù)點的選擇，此時我們看到的顯示就是 ，正好與實際環(huán)境溫度讀數(shù)吻合。 2）時鐘電路。 為簡化電路，本論文直接從變壓器的次級引入頻率為 10Hz 的電網(wǎng)頻率信號，經(jīng) IC1C 的整形、處理由其 10 腳輸出 50Hz 的方波信號，再經(jīng)IC2A 進(jìn)行 10 分頻后得到 5Hz 的標(biāo)準(zhǔn)信號作為計數(shù)控制電路的時鐘信號。由于這里的 5Hz 的時鐘信號是決定本電路測量精度的關(guān)鍵，所以對于電網(wǎng)頻率不是很穩(wěn)定的地區(qū)，也可采用獨立的 50Hz 時鐘源為電路提供計數(shù)脈沖。 3）計數(shù)控制端和輸出顯示電路。 這是本電路的核心之一，實際上它是一個標(biāo)準(zhǔn)的頻率計電路。大多數(shù)頻率計是通過檢測單位時間（通常取 1s）內(nèi)脈沖的個數(shù)來反映被測信號的頻率。下面分析其工作原理。 這里主要由 IC5(CD4553)、 IC6(CD4511)、 D6~D Q2~Q4 等組成計數(shù)、顯示電路。 CD4553 是一片三位 BCD 計數(shù)器，該計數(shù)器的特點是只有一組 BCD碼輸出端，但通過內(nèi)部分時控制可形成三位十進(jìn)制數(shù)字顯示。三個負(fù)沿觸發(fā)的 BCD 計數(shù)器一同步工作方式級聯(lián)，每個 BCD 計數(shù)器輸出端都有一個四位鎖存器，通過 10 腳閉鎖使能端（ LE）的控制，對計數(shù)結(jié)果加以儲存或轉(zhuǎn)送； LE 為高電平時，執(zhí)行鎖存； LE 為低電平時，執(zhí)行送數(shù)。鎖存器與多路轉(zhuǎn)換器配合，完 成三組 BCD 計數(shù)器計數(shù)值的分時輸出（ Q0~Q3）。數(shù)字選擇輸出（ DS1~DS3）提供與分時輸出同步的控制 無線數(shù)顯溫度計 13 信號，用以形成動態(tài)顯示方式，低電平有效。即當(dāng) DS1 為低電平時，計數(shù)結(jié)果輸出 Q0~Q3 通過多路轉(zhuǎn)換器取得的是個位的計數(shù)值；當(dāng) DS2 為低電平時，取得的是十位的計數(shù)值；當(dāng) DS3 為低電平時，取得的是百位的計數(shù)值。 DS1~DS3 在任一時刻只有一個為低電平，并周期循環(huán)，形成一個三位時序信號。芯片內(nèi)部設(shè)置了一個掃描振蕩器，用來產(chǎn)生掃描時鐘脈沖，通過掃描器驅(qū)動多路轉(zhuǎn)換器完成分時輸出。掃描振蕩頻率可由芯片第 4 交所接 的電容來設(shè)定，作為內(nèi)部時鐘；或由 4 腳直接輸入外部時鐘。在12 腳的計數(shù)輸入端設(shè)置了脈沖整形電路，因此對輸入計數(shù)脈沖的邊沿?zé)o特殊要求。第 11 腳是時鐘抑制端 Dis，當(dāng) Dis 端為高時，將輸入計數(shù)脈沖禁止，從而保留原來的計數(shù)值。 13 腳為復(fù)位端 MR，當(dāng) MR 為高時，掃描振蕩被禁止 ，掃描器被復(fù)位，數(shù)字選擇輸出端 DS1~DS3 均輸出高電平使顯示器消隱，同時還將三組 BCD 計數(shù)全部清零。第 14 腳為溢出端 。當(dāng)三組 BCD 計數(shù)器的計數(shù)值由“ 999”變?yōu)椤?000”時。 輸出一個正脈沖，這主要用于級聯(lián)。 IC6 為 BCD— 七段譯碼 ，驅(qū)動三個共陰的數(shù)碼管。 R7~R1 R14 為數(shù)碼管各字段和小數(shù)點的限流電阻。 由 IC4（ CD4017）組成時序控制電路，以完成頻率計電路必需的 1s閘門、數(shù)據(jù)鎖存、刷新、清零等過程。 電路的工作過程：當(dāng)時鐘脈沖到來時， IC4 開始計數(shù)。從圖 1 中 IC4的第一個脈沖開始分析，此時 IC4 的 7 腳（ Q3）輸出高電平，由 C R3組成的微分電路使 IC5 被復(fù)位，同時 IC2B 的復(fù)位端 15 腳為高電平“ 1”，使 IC2B 各輸出端為低電平“ 0”狀態(tài)，無頻率輸出。隨后 IC4 的進(jìn)位端12 腳為低電平，則 IC5 的時鐘抑制端 11 腳也為低電平， 時鐘抑制失效，計數(shù)閘門被打開。同時， IC2B 的 9 腳也為低電平，由前面的分析可知，IC2B 此時會將 10 分頻后的頻率信號由 14 腳送至 IC5 的計數(shù)輸入端 12腳， 1 秒鐘（ 5 個 IC4 的 14 腳的脈沖）后， IC4 的 12 腳變回高電平， IC5的時鐘抑制恢復(fù)工作，將輸入計數(shù)脈沖禁止，計數(shù)閘門被關(guān)閉，同時保留計數(shù)值。 秒后， IC4 的 2 腳變?yōu)楦唠娖剑?IC1A 反相后，使 IC5的閉鎖使能端 10 腳為低電平。當(dāng) LE 為低電平時，執(zhí)行送數(shù)；反之，執(zhí)行鎖存。下圖為 CD4553 的外 部引腳圖如圖 35， CD4017 工作時的波形圖如圖 36。 無線數(shù)顯溫度計 14 圖 35 CD4553 外部引腳圖 圖 36 CD4017 工作波形 CD4 55 3Q0CIBCIADS3DS2DS1O.FQ3Q2Q1MRDISLECLOCK12345677654321 時鐘脈沖（I C 4 的1 4 腳，5 H Z ）I C 4 的3 腳進(jìn)位輸出端 C 0 （I C 4 的 1 2 腳或 I C 5 的 1 3 腳）復(fù)位端M R （I C 5 的 1 3 腳）閉鎖使能端L E （I C 5 的1 0 腳）I C 4 的2 腳I C 4 的7 腳送數(shù)刷新復(fù)位數(shù)據(jù)鎖存1 . 8 秒計數(shù)( 1 秒)計數(shù)保持無線數(shù)顯溫度計 15 接收和溫度顯示電路電路參數(shù)與器件選擇 本論文接收和溫度顯示電路中有分頻電路、時鐘電路、計數(shù)電路、輸出顯示電路。本論文應(yīng)用了以下幾種芯片來完成接收與顯示電路的功能。 施密特觸發(fā)器 CD4093 的選擇 無線數(shù)顯溫度計中接收模塊收到發(fā)射信號以后，分理處表示溫度量的頻率信號需經(jīng)過整形處理才能進(jìn)入 10 分頻電路，所以需要一個整形裝置。 本論文采用的是 CD4093， CD4093 是由四個 2 輸入端施密特觸發(fā)器組成的，它的主要功能是對脈 沖波形整形，使脈沖的前沿后沿更陡直。CD4093 還就有翻轉(zhuǎn)特性，外接 R、 C 電路時還可形成單穩(wěn)態(tài)、雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。 CD4093 的工作參數(shù)為： 直流供電電壓： +18VDC 輸入電壓： + 25℃ 15V 時：靜態(tài)工作電流 分頻電路 CD4518 的選擇 在本電路中為了方便設(shè)計采用的顯示電路為 3 位顯示，考慮到一般溫度精確到 ℃，為方便讀數(shù)本論文采用了十分頻電路。本論文用于分頻的電路為 CD4518。 CD4518 是一個雙 BCD 同步加計數(shù)器，它的 10 腳 ENABLE 端 做計數(shù)脈沖輸入， 9 腳 CLOCK 端成為計數(shù)使能端。當(dāng) 9 腳為低電平時， 10腳輸入下降沿使計數(shù)器加 1；當(dāng) 9 腳為高電平時， 10 腳脈沖不引起計數(shù)。另外， 15 腳需要保持低電平狀態(tài)，電路才會正常工作，因為 15 腳為清零端 R，當(dāng) R 端上加高電平或正脈沖時，計數(shù)器各輸出端清為低電平狀態(tài)。很好的滿足了電路要求。外部引腳圖如圖 37 所示 CD4518 的參數(shù)為： 電源電壓： ~18V； 輸入電壓： +； 輸入電流：177。 10mA； 存儲溫度： 65℃ ~150℃； 無線數(shù)顯溫度計 16 圖 37 CD4518 引腳圖 時序控制 電路組成元件 CD4017 的選擇 本論文中時序控制電路完成頻率計電路必須的 1s 閘門、數(shù)據(jù)鎖存、清零等過程。 CD4017 是 5 位 Johnson 計數(shù)器，具有 10 個譯碼輸出端， CP、 CR、INH 輸入端。時鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對輸入時鐘脈沖上升和下降時間無限制。 INH 為低電平時，計數(shù)器在時鐘上升沿計數(shù)；反之，計數(shù)功能無效。 CR 為高電平時，計數(shù)器清零。 Johnson 計數(shù)器，提供了快速操作、 2 輸入譯碼選通和無毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了正確的計數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對應(yīng)時鐘周期內(nèi)保持高 電平。在每 10 個時鐘輸入周期 CO 信號完成一次進(jìn)位，并用作多級計數(shù)鏈的下級脈動時鐘。 CD4017 的電氣參數(shù)： 電源電壓范圍： 3~18V； 輸入電壓范圍： +； 輸入電流：177。 10mA； 存儲溫度： 65℃ ~150℃ 計數(shù)顯示電路 CD455 CD4511 的選擇 本論文最后要將計數(shù)輸出的溫度顯示到數(shù)碼管上，所以本論文選擇的計數(shù)器 CD455驅(qū)動器 CD4511。 CD4553 是一片三位 BCD 計數(shù)器，該計數(shù)器的特點是只有一組 BCD碼輸出端，但通過內(nèi)部分時控制可形成三位十進(jìn)制數(shù)字顯示。它采用掃112345678161514131211109CD 45 1 8無線數(shù)顯溫度計 17 描輸出方式，通過它的選通脈沖信號，依次控制 3 位十進(jìn)制的輸出，從 而實現(xiàn)掃描顯示方式。 CD4553 的電氣參數(shù)： 直流供電電壓： ； 輸入電流：177。 10mA； 輸出電流： +20mA； CD4511 是 BCD7 段譯碼器，有較強的驅(qū)動能力， 4511 每筆段最大輸出電流可達(dá) 25mA，可直接驅(qū)動數(shù)碼管和其它器件。 LE 輸入端分別檢測顯示、亮度調(diào)節(jié)、存儲或選通一 BCD 碼等功能。下圖 38 為 4511 驅(qū)動數(shù)碼管的電路圖。 圖 38 CD4511 數(shù)碼管驅(qū)動電路 CD4511 的電氣參數(shù)為： 電源電壓： ~18V； 輸入電壓： +； 輸入電流 ：177。 10mA； 存儲溫度： 65℃ ~150℃； 三端正穩(wěn)壓器 CW7805 的選擇 本論文中需要對變壓后的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓 CW7805 三端正穩(wěn)壓電路。應(yīng)用范圍廣可提供 5V 的輸出電壓，輸出電流 38mA。在電源部分將有詳細(xì)介紹。 數(shù)碼管的選擇 本論文中數(shù)碼管用于顯示溫度。本論文使用的數(shù)碼管為共陰極型數(shù) 碼管。本論文選的是 4 位一體共 陰極數(shù)碼管 MY3641AH。 R 771263458ABCDLTBILEVssVDDabcdefgCD