數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書(編輯修改稿)
2025-07-04 00:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 個十進制計數(shù)器級連成三十進制計數(shù)器，為使復(fù)零信號有足夠的寬度，可采用基本RS觸發(fā)器組成反饋復(fù)零電路。按同樣的方法可以設(shè)計出20s和5s計時電路，與30s計時電路相比，后兩者只是控制信號和反饋信號的引出端不同而已。3）譯碼驅(qū)動電路（1）信號燈譯碼電路主控器的四種狀態(tài)分別要控制主、支干道紅黃綠燈的亮與滅。令燈亮為“1”，燈滅為“0”，主干道紅黃綠等分別為R、Y、G，支干道紅黃綠等分別為r、y、g，則信號燈譯碼電路真值表為：表1信號燈譯碼電路真值表輸入輸出Q2Q1RYGryg00001100010101001010001011100001由真值表可進一步得到各燈的邏輯表達(dá)式，進而確定其電路形式。 （2）計時顯示譯碼電路 計時顯示實際是一個定時控制電路，當(dāng)30s、20s、5s任一計數(shù)器計數(shù)時，在主支干道各自可通過數(shù)碼管顯示出當(dāng)前的計數(shù)值。計數(shù)器輸出的七段數(shù)碼顯示用BCD碼七段譯碼器驅(qū)動即可，具體設(shè)計可參考課題一電子數(shù)字鐘的譯碼、顯示部分。4）時鐘信號發(fā)生器電路產(chǎn)生穩(wěn)定的“秒”脈沖信號，確保整個電路裝置同步工作和實現(xiàn)定時控制。此電路與課題一數(shù)字鐘的秒脈沖信號產(chǎn)生電路相同，可參閱其中晶體振蕩電路、分頻電路的設(shè)計。如果計時精確度要求不高，也可采用RC環(huán)形多諧振蕩器。 設(shè)計要點1)畫出整機電路圖，并列出所需器件清單。2)采購器件，并按電路圖接線，認(rèn)真檢查電路是否正確，注意器件管腳的連接，“懸空端”、“清零端”、“置1端”要正確處理。3）秒脈沖信號發(fā)生器與計時電路的調(diào)試與上一設(shè)計相同。4）主控器電路的調(diào)試，可用邏輯開關(guān) KKK3分別代替L、S、P信號，秒脈沖作時鐘信號，主控器狀態(tài)應(yīng)按狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖轉(zhuǎn)換。5) 如果以上邏輯關(guān)系正確，即可與計時器輸出L、S、P相接，進行動態(tài)調(diào)試。6) 信號燈譯碼調(diào)試亦是如此，先用兩個邏輯開關(guān)KK5代替QQ1，當(dāng)QQ1分別為00、011時，6各發(fā)光二極管應(yīng)按設(shè)計要求發(fā)光。7) 各單元電路均能正常工作后，即可進行總機調(diào)試。C：簡易數(shù)字頻率計電路設(shè)計數(shù)字頻率計是用數(shù)字顯示被測信號頻率的儀器，被測信號可以是正弦波、方波或其它周期性變化的信號。如配以適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，可以對多種物理量進行測試，比如機械振動的頻率、轉(zhuǎn)速、聲音的頻率以及產(chǎn)品的計件等等。因此，數(shù)字頻率計是一種應(yīng)用很廣泛的儀器。設(shè)計目的1) 了解數(shù)字頻率計測量頻率與測量周期的基本原理；2) 熟練掌握數(shù)字頻率計的設(shè)計與調(diào)試方法及減小測量誤差的方法。設(shè)計任務(wù)與要求要求設(shè)計一個簡易的數(shù)字頻率計，測量給定信號的頻率，并用十進制數(shù)字顯示，具體指標(biāo)為：1) 測量范圍：1HZ—，閘門時間1s；10 HZ—，；100 HZ—，閘門時間10ms；1 KHZ—9999KHZ，閘門時間1ms；2) 顯示方式：四位十進制數(shù)3) 當(dāng)被測信號的頻率超出測量范圍時,報警.數(shù)字頻率計基本原理及電路設(shè)計所謂頻率，就是周期性信號在單位時間 (1s) 內(nèi)變化的次數(shù)．若在一定時間間隔T內(nèi)測得這個周期性信號的重復(fù)變化次數(shù)為N，則其頻率可表示為 fx=N/T 。因此，可以將信號放大整形后由計數(shù)器累計單位時間內(nèi)的信號個數(shù)，然后經(jīng)譯碼、顯示輸出測量結(jié)果，這是所謂的測頻法?？梢姅?shù)字頻率計主要由放大整形電路、閘門電路、計數(shù)器電路、鎖存器、時基電路、邏輯控制、譯碼顯示電路幾部分組成，總體結(jié)構(gòu)如圖6：清零信號鎖存信號ⅣⅤTNⅣⅤⅢⅡⅠ整形放大電路計 數(shù) 器鎖 存 器譯 碼 器邏 輯 控 制 電 路顯 示 器時 基 電 路閘 門ⅠⅡⅢ圖6數(shù)字頻率計原理圖從原理圖可知，被測信號Vx經(jīng)放大整形電路變成計數(shù)器所要求的脈沖信號Ⅰ，其頻率與被測信號的頻率fx相同。時基電路提供標(biāo)準(zhǔn)時間基準(zhǔn)信號Ⅱ，具有固定寬度T的方波時基信號II作為閘門的一個輸入端，控制閘門的開放時間，被測信號I從閘門另一端輸入，被測信號頻率為fx,閘門寬度T，若在閘門時間內(nèi)計數(shù)器計得的脈沖個數(shù)為N，則被測信號頻率fx=N/THz。可見，閘門時間T決定量程,通過閘門時基選擇開關(guān)選擇,選擇T大一些,測量準(zhǔn)確度就高一些,T小一些,時基電路是關(guān)鍵,：一是產(chǎn)生鎖存脈沖Ⅳ，使顯示器上的數(shù)字穩(wěn)定；二是產(chǎn)生清“0”脈沖Ⅴ，使計數(shù)器每次測量從零開始計數(shù)。1）放大整形電路放大整形電路可以采用晶體管 3DGl00和74LS00，其中3DGl00組成放大器將輸入頻率為fx的周期信號如正弦波、三角波等進行放大。與非門74LS00構(gòu)成施密特觸發(fā)器，它對放大器的輸出信號進行整形，使之成為矩形脈沖。2）時基電路時基電路的作用是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的時間信號，可以由555組成的振蕩器產(chǎn)生，若時間精度要求較高時，可采用晶體振蕩器。由555定時器構(gòu)成的時基電路包括脈沖產(chǎn)生電路和分頻電路兩部分。555多諧振蕩電路產(chǎn)生時基脈沖采用555產(chǎn)生1000HZ振蕩脈沖的參考電路如圖7所示。電阻參數(shù)可以由振蕩頻率計算公式f=((R1+2R2)*C)求得。由于本設(shè)計中需要1s、10ms、1ms四個閘門時間，555振蕩器產(chǎn)生1000HZ，周期為1ms的脈沖信號，需經(jīng)分頻圖7 555多諧振蕩電路 才能得到其他三 個周期的閘門信號，可采用74LS90分別經(jīng) 過一級、二級、三級10分頻得到。3）邏輯控制電路在時基信號II結(jié)束時產(chǎn)
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