基于multisim的數(shù)字頻率計(jì)電路的設(shè)計(jì)與仿真-資料下載頁
2024-11-08 00:55本頁面
【導(dǎo)讀】宿遷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 肈莈蒄螁羄莈薆羇莂莇蝿螀羋莆袁肅膄蒞薁袈肀莄蚃肅羆莃螅袆芅蒂蒅肂膁蒂薇裊肇蒁蝕肀羃蒀袂袃莂葿薂螆芇蒈蚄羈膃蕆螆螄聿蒆蒆罿羅薆薈螂芄薅蝕羈膀薄螃螁肆薃薂羆肂薂蚅衿莁薁螇肄芇薀衿袇膃薀蕿肅聿膆蟻裊羅芅螄肁芃芄蒃襖腿芄蚆聿膅芃螈肁節(jié)袀螅莀芁薀羀芆芀螞螃膂艿螅罿肈莈蒄螁羄莈薆羇莂莇蝿螀羋莆袁肅膄蒞薁袈肀莄蚃肅羆莃螅袆芅蒂蒅肂膁蒂薇裊肇蒁蝕肀羃蒀袂袃莂葿薂螆芇蒈蚄羈膃蕆螆螄聿蒆蒆罿羅薆薈螂芄薅蝕羈膀薄螃螁肆薃薂羆肂薂蚅衿莁薁螇肄芇薀衿袇膃薀蕿肅聿膆蟻裊羅芅螄肁芃芄蒃襖腿芄蚆聿膅芃螈肁節(jié)袀螅莀芁薀羀芆芀螞螃膂艿螅罿肈莈蒄螁羄莈薆羇莂莇蝿螀羋莆袁肅膄蒞薁袈肀莄蚃肅羆莃螅袆芅蒂蒅肂膁蒂薇裊肇蒁蝕肀羃蒀袂袃莂葿薂螆芇蒈蚄羈膃蕆螆螄聿蒆蒆罿羅薆薈螂芄薅蝕羈膀薄螃螁肆薃薂羆肂薂蚅衿莁薁螇肄芇薀衿袇膃薀蕿肅聿膆蟻裊羅芅螄肁芃芄蒃襖腿芄蚆聿膅芃螈肁節(jié)袀螅莀芁薀羀芆芀螞螃膂艿螅罿肈莈蒄螁
【正文】 到（ 1/3） Vcc 時(shí)，輸出 uo。 為高電平，放 電管 VT 截止， Vcc 再次對電容 c 充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)。不難理解，接通電源后，電 路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)，則輸出可得矩形波。電路一旦起振后， uc 電壓總是在（ 1/3～ 2/3）Vcc 之間變化。 圖 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路及工作波 根據(jù) Uc 的波形圖可以確定以下參數(shù)： 振蕩周期 T = TPH + TPL 宿遷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 TPH 對應(yīng)的充電時(shí)間 TPH = （ R1+R2） C TPL 對應(yīng)的放電時(shí)間 TPL = 振蕩周期 T = TPH+TPL = （ R1+R2） C + 蕩頻率 F = 1/T 取 R1= R2= C=100uF 可得到 T=≈ 1S 555 簡介 555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。 555 定時(shí)器的電源 電壓范圍寬，可在 ~16V 工作， 7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、 CMOS 或者模擬電路電平兼容。 555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)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。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓 VCC /3 和 2VCC /3。 555 電路的內(nèi)部電路方框圖如圖 所示。它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本 RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開關(guān) T，比較器的參考電壓由三只 5KΩ的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器 A1 同相比較端和低電平比較器 A2 的反相輸入端的參考電平為和 。 A1 和 A2 的輸出端控制 RS 觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號輸入并超過 時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位， 555 的輸出端 3 腳輸出低電平，同時(shí)放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自 2 腳輸入并低于 時(shí)，觸發(fā)器置位， 555 的 3 腳輸出高電平，同時(shí)放電，開關(guān)管截止。 是復(fù)位端，當(dāng)其為 0 時(shí)， 555 輸出低 電平。平時(shí)該端開路或接 VCC。 Vc 是控制電壓端（ 5 腳），平時(shí)輸出 作為比較器 A1 的參考電平，當(dāng) 5 腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè) 的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。 T 為放電管，當(dāng) T 導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳 7 的電容器提供低阻放電電路 。 宿遷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 圖 555 定時(shí)器內(nèi)部方框圖 在 Multisim 下設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)脈沖 產(chǎn)生電路 如圖 圖 基準(zhǔn)脈沖 產(chǎn)生電路 仿真顯示如圖 所示，基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生電路 產(chǎn)生 1HZ 信號，符合要求。 宿遷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 圖 經(jīng)過與非門所得反向波形如圖 圖 閘門電路設(shè)計(jì)與仿真 宿遷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 閘門電路原理 時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩信號進(jìn)過與非門反向后作為控制信號加到 CD4017的 CP0輸入端，產(chǎn)生時(shí)序控制信號。從而實(shí)現(xiàn) 1S 的脈沖計(jì)數(shù)（即頻率檢測）數(shù)值保持及自動清零當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖信號到來時(shí)，使得 CD4017 的 Q0 輸出端由低電壓變?yōu)楦唠妷?,在 CD4017的輸入端輸入的第二個(gè)脈沖信號到來之前， Q0 將保持高電平狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙€(gè)脈沖信號到來時(shí)， CD4017 的 Q0 段由高電平變?yōu)榈碗娖?，輸出?Q1 端由低電平變?yōu)楦唠娖健? CD4017 簡介 數(shù)字電路 CD4017是十進(jìn)制計(jì)數(shù)／分頻器，它的內(nèi)部由計(jì)數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實(shí)現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個(gè)輸出時(shí)序就是 Q0、 Q Q … 、 Q9 依次出現(xiàn)與時(shí)鐘同步的高電平，寬度等于時(shí)鐘周期。 CD4017 有 10 個(gè)輸出端（ Q0～ Q9）和 1 個(gè)進(jìn)位輸出端～ Q59。每輸入 10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，～ Q59 就可得到 1 個(gè)進(jìn)位正脈沖，該進(jìn)位輸出信號可作為下一級的時(shí)鐘信號。 CD4017 有 3 個(gè)輸 入端 （ MR、 CP0 和 ~CP1）， MR 為清零端，當(dāng)在 MR 端上加高電平 或正脈沖時(shí)其輸出 Q0 為高電平，其余輸出端（ Q1～ Q9）均為低電平。 CP0 和～CPl 是 2 個(gè)時(shí)鐘輸入端，若要用上升沿來計(jì)數(shù)，則信號由 CP0 端輸入；若要用下降沿來計(jì)數(shù)，則信號由～ CPl 端輸入。設(shè)置 2 個(gè)時(shí)鐘輸入端，級聯(lián)時(shí)比較方便，可驅(qū)動更多二極管發(fā)光。 由此可見，當(dāng) CD4017 有連續(xù)脈沖輸入時(shí)，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。 CD4017 提供了 16 引線多層陶瓷雙列直插 (D)、熔封陶瓷雙列直插 (J)、塑料雙列直插 (P)和陶瓷片狀載體 (C)4 種封裝形式。 在 Multisim 下設(shè)計(jì) 的閘門電路如圖 宿遷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 圖 閘門電路 4017 輸出端 Q0 的波形如圖 宿遷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 圖 4017 端 Q0 端跟 Q1 端波形對比如圖 圖 計(jì)數(shù)譯碼驅(qū)動顯示電路設(shè)計(jì)與仿真 計(jì)數(shù)譯碼驅(qū)動電路原理 計(jì)數(shù)器的 作用是對輸入脈沖計(jì)數(shù) ， 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，最高測量頻率為 9999Hz ，應(yīng)采用 4 位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ，選用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74HC160,顯示譯碼器 的作用 是把用 BCD 碼表示的 10 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動數(shù)碼管正常顯示的段信號，以獲得數(shù)字顯示 。顯示譯碼器的輸出方式必須與 數(shù)碼管匹配。 并由十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（七段譯碼器）和 LED 數(shù)碼管組成的 4 位十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器來顯
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