電子技術課程設計報告-秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設計(編輯修改稿)
2025-02-14 22:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)近似相等，由 IC 的 3 腳輸出的是近似對稱方波。按圖所示元件參數(shù)，其頻率為 500Hz 左右，調(diào)節(jié)電位器 RP 可改變振蕩器的頻率。方波信號經(jīng) RC4 積分網(wǎng)絡后，輸出三角波。三角波再經(jīng) RCRC6低通濾波電路，輸出近似的正弦波。C7 是電源濾波電容。發(fā)光二極管 LED1 用作電源指示燈。為達成要求中的步進，故將 CX 設計成 20 個電容的串聯(lián)，以達到步進的目的，實際電路圖如下：13輸出結(jié)果截圖：14設計電路圖：采用電容串聯(lián)的形式達到步進的結(jié)果 起始 100Hz 步進 100Hz. 步進至 2022Hz 頻率計設計 方案論證與比較： 利用石英振蕩器發(fā)生信號比較穩(wěn)定，但在仿真中難以實現(xiàn)。故選用 555 定時器555 定時器簡介：555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常15作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555 定時器的內(nèi)部電路框圖如右圖所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準電壓 VCC /3 和 2VCC /3555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的同相輸入端的電壓為 VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于 VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于 VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為低電平。它的各個引腳功能如下：1 腳：外接電源負端 VSS 或接地，一般情況下接地。2 腳：低觸發(fā)端 TR。3 腳：輸出端 Vo4 腳：是直接清零端。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論 TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0” ，該端不用時應接高電平。5 腳：VC 為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應將該端串入一只 電容接地，以防引入干擾。6 腳：高觸發(fā)端 TH。7 腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。8 腳：外接電源 VCC，雙極型時基電路 VCC 的范圍是 ~ 16V，CMOS 型時基電路 VCC 的范圍為 3 ~ 18V。一般用 5V。在 1 腳接地，5 腳未外接電壓，兩個比較器 AA2 基準電壓分別為的情況下。表 —1 555 定時器的功能表清零端 高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端 TR Q 放電管 T 功能0 x x 0 導通 清零1 0 1 x 保持 保持1 1 0 1 截止 置 11 0 0 1 截止 置 11 1 1 0 導通 清零多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。接通電源后，輸出假定是高電平，則 T 截止，電容 C 充電。充電回路是 VCC—R1—R2—C—地，按指數(shù)規(guī)律上升，當上升到 2Vcc/3 時（TH、端電平大于 Vc） ，輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。Vo 是低電平，T 導通，C 放電，放電回路為 C—R2—T—地，按指數(shù)規(guī)律下降，當下降到 Vcc/3 時（TH、端電平小于 Vc） ，輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放電管 T截止，電容再次充電，如此周而復始，產(chǎn)生振蕩，經(jīng)分析可得輸出高電平時間 T=(R1+R2)Cln2輸出低電平時間 T=R2Cln2振蕩周期 T=(R1+2R2)Cln21．算法設計 頻率是周期信號每秒鐘內(nèi)所含的周期數(shù)值。第一個圖的方波頻率為 16Hz,第二個圖的16方波頻率為 1 Hz，故而將 A 段設為閘門開的時段， A 段用 1 秒時間記錄待測的輸入脈沖數(shù)目，測試電路中設置一個閘門產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生脈沖寬度為 1s 的閘門信號。改閘門信號控制閘門電路的導通與開斷。讓被測信號送入閘門電路，當 1s 閘門脈沖到來時閘門導通，被測信號通過閘門并到達后面的計數(shù)電路（計數(shù)電路用以計算被測輸入信號的周期數(shù)） ，當 1s 閘門結(jié)束時，閘門再次關閉，此時計數(shù)器記錄的周期個數(shù)為 1s內(nèi)被測信號的周期個數(shù)，即為被測信號的頻率。測量頻率的誤差與閘門信號的精度直接相關，因此，為保證在 1s 內(nèi)被測信號的周期量誤差在 10 179。量級，則要求閘門信號的精度為 10 ?量級。2．時基電路如圖，時基電路是由 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器振蕩周期 T=(R34+2R35)C4ln
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