【正文】 多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，不需要外加信號,就可以自動產(chǎn)生矩形脈沖。在最后我們簡單的介紹了一下數(shù)碼顯示器的一般應(yīng)用。 但 由 于 LED 顯 示 器 內(nèi) 含 多 個 發(fā) 光 二 極 管 ，所 以 需 有 如 下 特 殊 參 數(shù) ：① 發(fā) 光 強 度 比 ， 由 于 數(shù) 碼 管 各 段 在 同 樣 的 驅(qū) 動 電 壓 時 ， 各 段 正 向 電 流不 相 同 ， 所 以 各 段 發(fā) 光 強 度 不 同 ， 所 有 段 的 發(fā) 光 強 度 值 中 最 大 值 與 最 小 值之 比 為 發(fā) 光 強 度 比 ， 比 值 可 以 在 ～ 之 間 ， 最 大 不 能 超 過 。② 最 大 正 向 直 流 電 流 ： 允 許 加 的 最 大 的 正 向 直 流 電 流 ， 超 過 此 值mIF可 損 壞 二 極 管 。5. LED 數(shù) 碼 管 譯 碼 原 理當 輸 入 BCD 碼 (以 A、 B、 C、 D 表 示 )， 輸 出 是 數(shù) 碼 管 各 段 的 驅(qū) 動 信 號(以 Fa～ Fg 表 示 )， 也 稱 4—7 譯 碼 器 。5 Va b c d e f163。BCD—七段顯示譯碼器專為將 8421BCD 碼轉(zhuǎn)換為七段顯示編碼而設(shè)計，TTL 和 CMOS 系列的中規(guī)模集成電路中都有專門產(chǎn)品。h 表 示 小 數(shù) 點 。實 際 數(shù) 碼 管 是 把 發(fā) 光 二 極 管 的 管 心 做 成 條 狀 ， 用 7 條 條 狀 的 發(fā) 光 管 就可 以 組 成 7 段 式 半 導 體 數(shù) 碼 管 ， 如 圖 416 所 示 。利用這樣的 PN 結(jié)，哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學 華 德 應(yīng) 用 技 術(shù) 學 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）31既可以封裝成單個的發(fā)光二極管（LED） ，也可以封裝成分段式（或點陣式）的顯示器件。液晶顯示器件（LCD）是一中平板薄型顯示器件，其驅(qū)動電壓很低、工作電流極小，與 CMOS 電路結(jié)合起來可以組成微功耗系統(tǒng)，廣泛地用于電子鐘表、電子計算器、各種儀器和儀表中。 =1 時，譯碼器正常輸出，發(fā)光數(shù)碼管正常顯示。七段譯碼器有兩個控制端： ① (LAMP TEST)燈測試端。CC4511 主要由 4 位鎖存器，7 段譯碼電路和驅(qū)動器三部分組成： (1) 四位鎖存器(LATCH)：它的功能是將輸入的 A，B，C 和 D 代碼寄存起來，該電路具有鎖存功能，在鎖存允許端（ 端，即 LATCHENABLE ）控制下ST起鎖存數(shù)據(jù)的作用。它還有輸入 BCD 碼鎖存 功能、燈測試 和熄滅 顯示功能。譯碼電路見圖 412，下面詳細介紹 CC4511 芯片的內(nèi)容。 譯碼驅(qū)動電路本電路的譯碼部分是采用具有鎖存功能的 CD4511 來完成的。(6)VDD=20V 時，對靜電電流 100％測試。(2)正沿或負沿觸發(fā)。 它 有 兩 個 時 鐘 輸 入 端 CP 和EN， 如 果 要 用 時 鐘 的 上 升 沿 觸 發(fā) ， 則 信 號 由 CP 端 輸 入 ， 并 使 EN 端 為 高 電平 ； 如 果 用 時 鐘 的 下 降 沿 觸 發(fā) ， 則 信 號 由 EN 端 輸 入 ， 并 使 CP 端 為 低 電 平 。 由 于 此 電 路 主 要 由 CC4518 芯 片 來 實現(xiàn) 的 ， 因 為 CC4518 芯 片 內(nèi) 部 有 兩 個 獨 立 的 計 數(shù) 器 ， 并 有 兩 個 脈 沖 輸 入 端CP 和 EN。它的主要特點是：（1）一般地說，這種計數(shù)器除了輸入計數(shù)脈沖 CP 信號之外，很少有另外的輸入信號，其輸出通常也都是現(xiàn)態(tài)的函數(shù)，是一種 Moore 型的時序電路，而輸入計數(shù)脈沖 CP 是當作觸發(fā)器的時鐘信號對待的。在商場購物交款要計數(shù)，看時間、量溫度要計數(shù)，清點人數(shù)、記錄成績在計數(shù)，統(tǒng)計產(chǎn)品、了解生情況要計數(shù)，總之，人們做任何事情都應(yīng)心中有數(shù)，廣義地講就是計數(shù)。本電路選用的是十進制計數(shù)器CC451譯碼器 CC4511 和 LED 數(shù)碼管。（5）電路參數(shù)分別在 VDD=5V、10V、15V 時測試。B (418) 邏輯結(jié)構(gòu)圖64111 1 1ABY圖 411 CC4081 的邏輯結(jié)構(gòu)圖 （1）VDD=10V 時，傳輸延時時間： =85 （典型值） ； =65 （典PLHtusPHLtns型值） 。其 CC4081 芯片的工作條件和最大絕對額定值與前面介紹CC4069 芯片相同。此電路主要由 CC4081 芯片來實現(xiàn)的，其電路原理圖 48 所示，下面詳細介紹 CC4081 的引腳功能及邏輯結(jié)構(gòu)圖等。I u 控制電路元器件參數(shù)計算題目要求 的變化范圍是 1～999uF，又由 ，而且要求測XCXWCRT??1.量的時間小于 2S(即 )，也就是 最大時（999 ） 不超過 2S，STW2?XCuFW可求得 (417)?????182091..16XR取 ??K8.微分電路可取經(jīng)驗數(shù)值，取 R2=10KΩ因為當單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)后，如果 即 端為IITR低點平且一直保持不變，那么比較器 A2 的輸出總是 0，由與非門的邏輯特性知道，基本 RS 觸發(fā)器 端顯然會一直為高電平，不難理解，電路將無法按規(guī)Q定時間返回到穩(wěn)定狀態(tài)?？傻茫??VDu????VDtuWC32? ??WCtut???0ln1? VDRX32l? (413)式 413 告訴我們，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度 僅決定與定時元件WtR 的取值，與輸入觸發(fā)信號和電源電壓無關(guān)，調(diào)節(jié) 、 即可改變 。（6）所有輸入、輸出、電源端均有保護網(wǎng)絡(luò)。（2）標準對稱輸出特性。 CC4069 六反相器CC4069 內(nèi)部是由六個獨立的通道輸入、輸出反相器單元電路構(gòu)成的。以后當?shù)诙€矩形脈沖輸入時，將重復上述過程。在 之前，IO??2t?很快達到 ,而 也迅速下降為umOu0，形成一個負的尖峰脈沖波。t10?IOu（2） 是的瞬間， 由 0 突變?yōu)?,立即有充電電流通過 C1 和 R2。即? tW tW通常，當 ≤1 /5 時，可認為滿足上述條件。而在本電路中只需要正尖峰脈沖。（暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束）時間哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學 華 德 應(yīng) 用 技 術(shù) 學 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）16隨著 充電過程的進行， 逐漸升高，當 上升到 2VDD/3XCTHCu?THCu?時，比較器 A1 輸出 0，立即將基本 RS 觸發(fā)器復位到 0 狀態(tài)，即 =0、 =Q、 飽和道通，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。DT?2. 下降沿觸發(fā)uI當 下降沿到來時,電路被觸發(fā),立即由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài) = =0、Q、 截止。TROu 單穩(wěn)態(tài)控制電路工作原理：無觸發(fā)信號即 為高點平時，電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)—— =0， =1，Iu Q為低電平， 飽和導通。 圖 44 單穩(wěn)態(tài)控制電路原理圖 圖 45 單穩(wěn)態(tài)控制電路的工作波形 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點第一，它有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)狀態(tài)；第二，在外來觸發(fā)脈沖的作用下，能夠由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)狀態(tài)；第三，暫穩(wěn)狀態(tài)維持一段時間后，將自動返回到穩(wěn)定狀態(tài)，而暫穩(wěn)狀態(tài)時間的長短，與觸發(fā)脈沖無關(guān)，僅決定R118KR210KR31KC11uFCXSVDDVDD13245687NE555G1CC4069信信信信哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學 華 德 應(yīng) 用 技 術(shù) 學 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）15與電路本身的參數(shù)。暫穩(wěn)態(tài)的時間，然后單穩(wěn)態(tài)電路又回到暫穩(wěn)態(tài)，其輸出端③變?yōu)榈碗娖?，從XWRT1.?而封鎖閘門、停止計數(shù)。這里著重介紹由單穩(wěn)態(tài)組成的控制電路。從圖 43 可知：T (45)mAt21??如果選定脈沖占空比 為 ，可得：q (46) (47)st..?? (48)??從圖 43 可以看出，當 C2 上電壓達到 2VDD/3 時，流過 R4，Rp 的電流最小，所以 432minRpVDIR??哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學 華 德 應(yīng) 用 技 術(shù) 學 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）13 (49))4(3RpVD??取 ,? (410)??? (411))4(???又因為 ??????(412)故 ???Kp156..716取標稱值 。（1）電容 C2 充電時間，即暫穩(wěn)態(tài)Ⅰ維持時間 的估算t1電容充電時，時間常數(shù) =（Rp+R4）C2，起始值 (0+)=VCC/3,終了值?1 uC（∞）=VCC、轉(zhuǎn)換值 （ ）=2VDD/3，代入 過渡過程計算公式進uCuCWt 2R?行計算： )(0(ln11ttCW?????2ln32l11???VD (41))4(??（2）電容 C2 放電時間即暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ維持時間 的估算,電容放電時，時間t2常數(shù) ，起始值 （0 +）=2VDD/3，終了值 （∞）=0，轉(zhuǎn)換值 （4CR?uCuCuC）=VDD/3，代入 RC 過渡過程公式進行計算：t2 )()(0ln22tUtC?????VD310l2? (42)?哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學 華 德 應(yīng) 用 技 術(shù) 學 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）12（3）電路振蕩頻率 f振蕩周期 ：T )( CRRptT??? (43)振蕩頻率 ： f (44)2)4()4(???? 時鐘脈沖振蕩電路的參數(shù)計算因為時鐘脈沖周期 T=（Rp+2R4 ）C2（忽略 飽和導通電?RC42?2TD阻 RCES） 。Rp1234567 8NE555R412KVDD信信信信2VDD/3 VDD/3tT t1 2哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學 華 德 應(yīng) 用 技 術(shù) 學 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）10圖 43 時鐘脈沖發(fā)生電路的工作波形：接通電源前電容 C2 上無電荷，所以接通電源瞬間，C2 來不及充電，故 =0 比較器 A1 輸出為 A2 輸出為 0，基本 RS 觸發(fā)器uC= =0、 、 截止。 555 構(gòu)成時鐘脈沖振蕩電路本課題主要用到多諧振蕩器。RQUuOL?TD當 =1﹑ 2VCC/3﹑ ﹥VCC /3 時，A1 輸出低電平、A2 輸出高電UTHTR平, =1﹑ =0， ﹑ 飽和導通。輸出緩沖器就是接在輸出端的反相器 G3，其作用是提高定時器的帶負載能力和隔離負載對定時器的影響。如果在電壓控制端 CO 另加控制電壓，則可改變 A1﹑A2 的參考U?電壓。當R=0 時，使 =0, =1。利用它能方便地構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器等，這些觸發(fā)器應(yīng)用與數(shù)字系統(tǒng)中，在實現(xiàn)脈沖的產(chǎn)生、整形、變換、檢測和控制等方面都得到廣泛的應(yīng)用。第 4 章 單元電路設(shè)計哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學 華 德 應(yīng) 用 技 術(shù) 學 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）7 時鐘脈沖振蕩電路時鐘脈沖振蕩電路的實質(zhì)就是多諧振蕩器構(gòu)成的，其主要作用產(chǎn)生時鐘脈沖信號，然而產(chǎn)生時鐘脈沖的方法也很多。當測下一個電容的容量時，其工作過程重復同上闡述。CC4518 是雙十進制同步計數(shù)器，是由二個獨立的計數(shù)器單元構(gòu)成，有二個時鐘輸入端 CP 和 EN，如果采用時鐘上升沿觸發(fā)，則信號由 CP 端輸入，并使 EN 端為高電平；如果采用時鐘下降沿觸發(fā)，則由 EN 端作為信號輸入端，并使 CP 端為低電平。當接通 10V 直流電源時，時鐘脈沖振蕩電路產(chǎn)生 2ms 的矩形脈沖，在微動開關(guān) S 沒有按下時，控制電路的輸出信號為低電平（即穩(wěn)定狀態(tài)） ，經(jīng)過 G2非門變?yōu)楦唠娖剑瑢τ嫈?shù)電路進行清零工作，同時譯碼驅(qū)動電路的鎖存功能無效，此時顯示電路顯示為 0 字型。以便在實際當中得到廣泛的應(yīng)用，為本次的設(shè)計選擇最佳的方案。 因 為 ,我 想 既 然 是 畢 業(yè) 設(shè) 計 ,要 對 自 己 所 學 的 知 識 和 實 踐 動 手能 力 在 此 次 設(shè) 計 中 得 到 更 深 一 步 的 提 高 ， 也 是 對 知 識 重 溫 的 過 程 ， 此 方 案最 大 的 難 點 就 是 電 路 的 設(shè) 計 和 調(diào) 試 ， 但 我 相 信 通 過 我 不 懈 的 努 力 一 定 會 順利 完 成 此 次 方 案 ， 所 以 我 選 擇 了 對 自 己 知 識 體 系 有 所 完 善 的 方 案 ， 并 在 整個 電 路 的 設(shè) 計 過 程 中 ,都 是 以 此 方 案 為 核 心 設(shè) 計 和 調(diào) 試 的 ， 并 最 終 成 功 的 實現(xiàn) 了 電 路 設(shè) 計 初 期 的 各 項 指 標 ， 完 成 了 此 次