數(shù)字電容測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)數(shù)電課程設(shè)計(jì)

1、第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)任務(wù)基本要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)數(shù)字電容測(cè)量?jī)x，能夠測(cè)試的電容量在1uf至100uf范圍內(nèi)，并且用2位數(shù)碼管顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。1.2 總體設(shè)計(jì)方案1.2.1設(shè)計(jì)思路題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電容測(cè)量?jī)x。設(shè)計(jì)中采用兩個(gè)555定時(shí)器分別構(gòu)建多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈波和控制計(jì)數(shù)脈波，其中待測(cè)電容為單穩(wěn)態(tài)電路中的外接電容，當(dāng)單穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生的波形為高電平時(shí)計(jì)多諧產(chǎn)生的脈波個(gè)數(shù)即為電容數(shù)值。計(jì)數(shù)部分由74ls160構(gòu)建的二個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成，采用74273鎖存計(jì)數(shù)結(jié)果，7448驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)值（即所測(cè)電容的值）。1.2.2 系統(tǒng)方案論證與選擇方案一 容抗法測(cè)量電容電

2、路其設(shè)計(jì)思想是首先利用一定頻率（例為400hz）的正弦波信號(hào)將被測(cè)量電容量cx變成容抗xc，然后進(jìn)行c / vca轉(zhuǎn)換，把xc轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)電壓，再經(jīng)過(guò)ac / dc轉(zhuǎn)換期取出平均值電壓v0，送至31/2位或41/2位a/d轉(zhuǎn)換器。由于平均值電壓v0cx，只要適當(dāng)調(diào)節(jié)電路參數(shù)，即可直讀電容量。優(yōu)缺點(diǎn)：容抗法測(cè)電容的優(yōu)點(diǎn)是能自動(dòng)調(diào)零，縮短了測(cè)量時(shí)間，但精度不高，分立元件太多。方案二 利用充放電法測(cè)量電容其設(shè)計(jì)思想是利用對(duì)被測(cè)電容進(jìn)行沖放電，將脈波輸入計(jì)數(shù)器通過(guò)計(jì)數(shù)，最后送出正確的顯示信號(hào)給顯示電路。由555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器。在電源剛接通時(shí)，電容c上的電壓為0，多諧振蕩器輸出vo為高電平，vo通

3、過(guò)r對(duì)電容c充電。由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器作為控制計(jì)數(shù)脈波，使74ls160在單穩(wěn)態(tài)電路輸出高電平時(shí)計(jì)數(shù)脈波，然后在單穩(wěn)態(tài)輸出加反相器控制74273在單穩(wěn)態(tài)電路輸出高電平時(shí)鎖存計(jì)數(shù)值，再通過(guò)7448驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)值。優(yōu)缺點(diǎn)：測(cè)量時(shí)間短，精度高，分立元件少，但不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零。綜上所述，選擇第二種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2.3總體設(shè)計(jì)框圖由所選方案可得總體設(shè)計(jì)框圖如圖1-1所示圖 1-1 系統(tǒng)組成框圖根據(jù)上圖可知每個(gè)框圖在設(shè)計(jì)中都是必不可少的，在電路中有著非常重要的作用：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器可以產(chǎn)生一定周期的脈波，此脈波既作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的輸入脈波，也作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈波。由555定

4、時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以產(chǎn)生占空比一定的脈波，此脈波用來(lái)控制74ls160在高電平期間計(jì)數(shù)。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路后加反相器形成的脈波用來(lái)控制74273在單穩(wěn)態(tài)高電平期間鎖存計(jì)數(shù)值。由74ls160構(gòu)成的兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器在控制信號(hào)作用下完成計(jì)數(shù)功能。由74273構(gòu)成的鎖存器將計(jì)數(shù)器記下的數(shù)值鎖存起來(lái)，防止干擾。由7448構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)器用來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，將鎖存的數(shù)值在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。第2章 單元電路的設(shè)計(jì)2.1 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)2.1.1整流電路采用直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路（1）電網(wǎng)供電電壓為交流220v（有效值），50hz，要獲得低壓直流輸出，首先須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要的交流電壓。（2

5、）降壓后的交流電壓，通過(guò)整流電路變成單向的直流電，但其幅值變化大。（3）脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑的，脈動(dòng)小的直流電，即將交流成分濾掉，保留其直流成分。（4）濾波后的直流電壓再通過(guò)穩(wěn)壓電路，便可得到基本上不受外界影響的穩(wěn)定的直流電壓輸出，供給負(fù)載。2.1.2直流穩(wěn)壓電源的原理框圖分析220v變壓電路整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路接負(fù)載圖2-1 直流穩(wěn)壓電源框圖采用電源變壓器將電網(wǎng)220v，50hz交流電降壓后送整流電路，整流橋選用的二極管需要考慮允許承受的電壓和電流值。濾波器常采用無(wú)源元件r，l，c構(gòu)成的不同類(lèi)型濾波電路。由于本電路為小功率電源，故可用電容輸入式濾波電路。穩(wěn)壓電路采用串聯(lián)

6、反饋式穩(wěn)壓電路。比較放大單元采用分立三極管組成的差動(dòng)放大器或者集成運(yùn)算放大器，可提高電路的穩(wěn)定性。過(guò)流保護(hù)器：串聯(lián)穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，當(dāng)輸出電流過(guò)大或者輸出短路時(shí)，調(diào)整管會(huì)因電流過(guò)大或電壓過(guò)高使管耗過(guò)大而損壞，所以須對(duì)調(diào)整管采取保護(hù)措施。2.1.3直流穩(wěn)壓電源特點(diǎn)采用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成直流穩(wěn)壓電源，具有使用方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及性能優(yōu)良等許多特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。從電路中我們可看出，此電路多加了一只三極管和幾只電阻，r2與d組成bg2的基準(zhǔn)電壓，r3，rp，r4組成了輸出電壓取樣支路，t2b點(diǎn)的電位與t2e點(diǎn)的電位進(jìn)行比較（由于dz1的存在，所以t2e點(diǎn)的電位是恒定的），比較的結(jié)果有t2的集

7、電極輸出使t2c點(diǎn)電位產(chǎn)生變化從而控制t1的導(dǎo)通程度（此時(shí)的bg1在電路中起著一個(gè)可變電阻的作用），使輸出電壓穩(wěn)定，rp是一個(gè)可變阻器，調(diào)整它就可改變a點(diǎn)的電位（即改變?nèi)又担┯捎趖2e點(diǎn)的變化，t2c點(diǎn)電位也將變化，從而使輸出電壓也將發(fā)生變化。這種電路其輸出電壓靈活可變，所以在各種電路中被廣泛應(yīng)用。圖2-2 直流穩(wěn)壓電源電路圖2.2 產(chǎn)生波形設(shè)計(jì)方案2.2.1 由555定時(shí)器搭建多諧振蕩器由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器如圖2-3所示，它既為下一級(jí)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器提供輸入脈沖，又為后面計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)提供信號(hào)脈沖。 圖2-3 多諧振蕩器電路其工作原理如下：多諧振蕩器只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。假設(shè)當(dāng)電源接通后

8、，電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)，電容c上電壓uc略低于 ，uo輸出高電平，v1截止，電源ucc通過(guò)r1、r2 給電容c充電。隨著充電的進(jìn)行uc逐漸增高，但只要 ， 輸出電壓uo就一直保持高電平不變，這就是第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)電容c上的電壓uc略微超過(guò) 時(shí)(即u6和u2均大于等于 時(shí))， rs觸發(fā)器置 0，使輸出電壓uo從原來(lái)的高電平翻轉(zhuǎn)到低電平，即uo=0，v1導(dǎo)通飽和，此時(shí)電容c通過(guò)r2和v1放電。隨著電容c放電，uc下降，但只要， uo就一直保持低電平不變，這就是第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)uc下降到略微低于 時(shí)，rs觸發(fā)器置 1，電路輸出又變?yōu)閡o=1，v1截止，電容c再次充電，又重復(fù)上述過(guò)程，電路輸出便得到周期

9、性的矩形脈沖。其振蕩周期為：工作波形如圖2-4所示。圖2-4 多諧振蕩器波形2.2.2由555定時(shí)器搭建單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路如圖2-5所示，它可以產(chǎn)生占空比一定的脈波，此脈波用來(lái)控制計(jì)數(shù)。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路后加反相器用來(lái)控制74273鎖存計(jì)數(shù)值。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理如下：1穩(wěn)定狀態(tài)沒(méi)有加觸發(fā)信號(hào)時(shí)，輸入為高電平。接通電源后，經(jīng)電阻r對(duì)電容c進(jìn)行充電，當(dāng)電容c上的電壓時(shí)，輸出。與此同時(shí)電容c迅速放完電，不變。2觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)當(dāng)由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，此時(shí)，輸出由低電平跳躍到高電平。此時(shí)，電源經(jīng)r對(duì)c充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)期間內(nèi)輸入電壓回到高電平。3自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)

10、隨著c的充電，電容c上的電壓逐漸增大。當(dāng)上升到時(shí)，輸出由高電平跳躍到低電平。與此同時(shí)，c迅速放完電，。電路返回穩(wěn)定狀態(tài)。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的脈沖寬度為暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間（及占空比），它實(shí)際上為電容c上的電壓由v充到所需的時(shí)間，可用下式估算: 式中r和c為外接電阻和電容。圖2-5 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路2.3 計(jì)數(shù)加鎖存電路本設(shè)計(jì)采用兩片74ls160構(gòu)成兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，在單穩(wěn)態(tài)輸出脈波的控制下計(jì)數(shù)來(lái)自多諧的脈波數(shù)，然后將數(shù)值送到74273進(jìn)行鎖存，如圖2-6所示為數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)和鎖存部分的電路。由于電容很小時(shí)，充放電時(shí)間很短，而波形是不斷產(chǎn)生的，計(jì)數(shù)器就會(huì)一直在零和最大值之間循環(huán)，讀取數(shù)據(jù)時(shí)很不方便，因此就

11、需要一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存器將電容的數(shù)值鎖存。當(dāng)單穩(wěn)觸發(fā)器第一個(gè)完整波形時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)完畢后，單穩(wěn)恢復(fù)低電平，鎖存器將顯示的電容數(shù)值鎖存起來(lái)，不會(huì)在單穩(wěn)下一個(gè)高電平時(shí)繼續(xù)循環(huán)計(jì)數(shù)，以便于讀取電容值。圖2-6 計(jì)數(shù)器和鎖存器2.4 顯示部分設(shè)計(jì)方案采用7448驅(qū)動(dòng)七段顯示數(shù)碼管led進(jìn)行顯示，顯示來(lái)自74273鎖存的數(shù)值，如圖2-7所示。需要注意的是采用7448作驅(qū)動(dòng)器時(shí)，應(yīng)選用共陰極的led七段數(shù)碼顯示管，否則將不能正常顯示。圖2-7 7448驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)值電路第3章 電路工作原理及參數(shù)的選擇計(jì)算1.由555組成的多諧振蕩器產(chǎn)生波形，其產(chǎn)生的波形一方面用于計(jì)數(shù)，另一方面作為單穩(wěn)態(tài)電路的輸入。振蕩周期為：

12、2.由555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生的波形控制計(jì)數(shù)，使74160在單穩(wěn)態(tài)高電平時(shí)計(jì)數(shù)，為了使74273鎖存器也在單穩(wěn)觸發(fā)器高電平時(shí)開(kāi)始工作，應(yīng)在單穩(wěn)波形后加一級(jí)反相器。輸出波形占空比為：3.計(jì)數(shù)器在單穩(wěn)觸發(fā)器高電平時(shí)開(kāi)始計(jì)多諧振蕩器的周期數(shù)，則滿(mǎn)足下述關(guān)系式：為了便于計(jì)算，取多諧振蕩器中，設(shè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中外接電容為,則有：若要顯示器直接顯示出的值，則應(yīng)該滿(mǎn)足，所以 由以上關(guān)系式可取近似值=0.1f，=，設(shè)被測(cè)電容=47f 將其用protues軟件仿真得出波形圖如下 圖3-1 多諧振蕩器仿真波形 圖3-2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器仿真波形 由圖3-1和圖3-2可知t=10.5ms, =492.5ms, 可得出

13、所以參數(shù)的選擇符合設(shè)計(jì)要求。 4.計(jì)數(shù)器74160計(jì)數(shù)經(jīng)鎖存器74273鎖存，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)器7448驅(qū)動(dòng)七段顯示數(shù)碼管led進(jìn)行顯示。 第4章 總體電路圖及仿真結(jié)果4.1 該方案的總體電路圖如下： 圖4-1 總體電路圖 4.2 仿真結(jié)果如下圖 圖4-2 總電路仿真圖第5章 制作與調(diào)試5.1 pcb制作的操作說(shuō)明圖5-1 pcb生成流程圖開(kāi)始引入網(wǎng)絡(luò)表生成網(wǎng)絡(luò)表pcb系統(tǒng)設(shè)置修改封裝與布局設(shè)置pcb規(guī)則存盤(pán)打印結(jié)束自動(dòng)布線(xiàn)設(shè)計(jì)與繪制原理圖手工調(diào)整布線(xiàn) 5.2 原理圖的繪制 圖5-2 protel 99原理圖5.3 電路板圖設(shè)計(jì)的基本原則要求().印刷電路板的設(shè)計(jì)，從確定板的尺寸大小開(kāi)始，印刷電路板

14、的尺寸因受機(jī)箱外殼大小限制，以能恰好安放入外殼內(nèi)為宜，其次，應(yīng)考慮印刷電路板與外接元器件（主要是電位器、插口或另外印刷電路板）的連接方式。印刷電路板與外接元件一般是通過(guò)塑料導(dǎo)線(xiàn)或金屬隔離線(xiàn)進(jìn)行連接。但有時(shí)也設(shè)計(jì)成插座形式。即：在設(shè)備內(nèi)安裝一個(gè)插入式印刷電路板要留出充當(dāng)插口的接觸位置。對(duì)于安裝在印刷電路板上的較大的元件，要加金屬附件固定，以提高耐振、耐沖擊性能。 ().布線(xiàn)圖設(shè)計(jì)的基本方法首先需要對(duì)所選用元件器及各種插座的規(guī)格、尺寸、面積等有完全的了解；對(duì)各部件的位置安排作合理的、仔細(xì)的考慮，主要是從電磁場(chǎng)兼容性、抗干擾的角度，走線(xiàn)短，交叉少，電源，地的路徑及去耦等方面考慮。各部件位置定出后，就

15、是各部件的連線(xiàn)，按照電路圖連接有關(guān)引腳，完成的方法有多種，印刷線(xiàn)路圖的設(shè)計(jì)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與手工設(shè)計(jì)方法兩種。最原始的是手工排列布圖。這比較費(fèi)事，往往要反復(fù)幾次，才能最后完成，這在沒(méi)有其它繪圖設(shè)備時(shí)也可以，這種手工排列布圖方法對(duì)剛學(xué)習(xí)印刷板圖設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)也是很有幫助的。計(jì)算機(jī)輔助制圖，現(xiàn)在有多種繪圖軟件，功能各異，但總的說(shuō)來(lái)，繪制、修改比較方便，并且可以存盤(pán)貯存和打印。接著，確定印刷電路板所需的尺寸，并按原理圖，將各個(gè)元器件位置初步確定下來(lái)，然后經(jīng)過(guò)不斷調(diào)整使布局更加合理，印刷電路板中各元件之間的接線(xiàn)安排方式如下：a.印刷電路中不允許有交叉電路，對(duì)于可能交叉的線(xiàn)條，可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解

16、決。即，讓某引線(xiàn)從別的電阻、電容、三極管腳下的空隙處“鉆”過(guò)去，或從可能交叉的某條引線(xiàn)的一端“繞”過(guò)去，在特殊情況下如何電路很復(fù)雜，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)也允許用導(dǎo)線(xiàn)跨接，解決交叉電路問(wèn)題。 b.電阻、二極管、管狀電容器等元件有“立式”，“臥式”兩種安裝方式。立式指的是元件體垂直于電路板安裝、焊接，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間，臥式指的是元件體平行并緊貼于電路板安裝，焊接，其優(yōu)點(diǎn)是元件安裝的機(jī)械強(qiáng)度較好。這兩種不同的安裝元件，印刷電路板上的元件孔距是不一樣的。 c.同一級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近，并且本級(jí)電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級(jí)接地點(diǎn)上。特別是本級(jí)晶體管基極、發(fā)射極的接地點(diǎn)不能離得太遠(yuǎn)，否則因兩個(gè)接地點(diǎn)間的銅箔太

17、長(zhǎng)會(huì)引起干擾與自激，采用這樣“一點(diǎn)接地法”的電路，工作較穩(wěn)定，不易自激。 d.總地線(xiàn)必須嚴(yán)格按高頻中頻低頻一級(jí)級(jí)地按弱電到強(qiáng)電的順序排列原則，切不可隨便亂接，級(jí)與級(jí)間寧肯可接線(xiàn)長(zhǎng)點(diǎn)，也要遵守這一規(guī)定。特別是變頻頭、再生頭、調(diào)頻頭的接地線(xiàn)安排要求更為嚴(yán)格，如有不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生自激以致無(wú)法工作。調(diào)頻頭等高頻電路常采用大面積包圍式地線(xiàn)，以保證有良好的屏蔽效果。 e.強(qiáng)電流引線(xiàn)（公共地線(xiàn)，功放電源引線(xiàn)等）應(yīng)盡可能寬些，以降低布線(xiàn)電阻及其電壓降，可減小寄生耦合而產(chǎn)生的自激。5.4 印刷板圖設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾點(diǎn)(1).布線(xiàn)方向：從焊接面看，元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致，布線(xiàn)方向最好與電路圖走線(xiàn)方向相一

18、致，因生產(chǎn)過(guò)程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測(cè)，故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試及檢修（注：指在滿(mǎn)足電路性能及整機(jī)安裝與面板布局要求的前提下）。 (2).各元件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀(guān)，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈蟆?3).電阻，二極管的放置方式：分為平放與豎放兩種。a.平放：當(dāng)電路元件數(shù)量不多，而且電路板尺寸較大的情況下，一般是采用平放較好； b.豎放：當(dāng)電路元件數(shù)較多，而且電路板尺寸不大的情況下，一般是采用豎放；(4). 進(jìn)出接線(xiàn)端布置a.相關(guān)聯(lián)的兩引線(xiàn)端的距離不要太大，一般為23/10英寸左右較合 適。 b.進(jìn)出線(xiàn)端盡可能集中在1至2個(gè)側(cè)面，不要太過(guò)離散。(5).設(shè)計(jì)布線(xiàn)圖時(shí)要注意

19、管腳排列順序，元件腳間距要合理。5.5 pcb圖的繪制 圖5-3 總電路圖的pcb圖5.6 安裝調(diào)試在制作前，首先根據(jù)設(shè)計(jì)方案用面包板進(jìn)行連線(xiàn)，目的是為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的線(xiàn)路是否正確，避免用雙面板做成實(shí)物后要不斷修改電路。面包板連線(xiàn)完成后，確認(rèn)連線(xiàn)以及各元器件的正負(fù)沒(méi)有錯(cuò)誤后（應(yīng)當(dāng)特別注意集成塊的地線(xiàn)和電源線(xiàn)），就開(kāi)始調(diào)試了。調(diào)試的步驟如下：1.確認(rèn)雙面上的焊盤(pán)和過(guò)孔是否有漏焊或是虛焊，線(xiàn)路是否有斷路或是短路現(xiàn)象。如果有焊接問(wèn)題只需加焊就可以解決，如果出現(xiàn)斷路可用導(dǎo)線(xiàn)將其兩端連接起來(lái)，如果出現(xiàn)短路現(xiàn)象可用刀具將其割斷。2.完成以上步驟后，可以先通電檢測(cè)結(jié)果。如果所測(cè)結(jié)果都符合指標(biāo)，則證明實(shí)物安裝成功

20、。如果不符合，則繼續(xù)檢查?？梢圆捎猛姇r(shí)逐級(jí)檢查，檢查每一級(jí)電路是否符合要求，找出對(duì)應(yīng)的問(wèn)題所在并予以解決。第6章 芯片介紹6.1 555芯片功能介紹 555時(shí)基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙地結(jié)合在同一硅片上的組合集成電路。該電路可以在最基本的典型應(yīng)用方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需要，經(jīng)過(guò)參數(shù)配置和電路的重新組合，與外接少量的阻容元件就能構(gòu)成不同的電路，因而555電路在波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用。 555時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能1.電路結(jié)構(gòu)及邏輯功能 圖6-1 555電路結(jié)構(gòu)和引腳圖圖6-1為555時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和8腳雙列直插式的引腳圖

21、，由圖可知555電路由電阻分壓器、電壓比較器、基本rs觸發(fā)器、放電管和輸出緩沖器5個(gè)部分組成。它的各個(gè)引腳功能如下：1腳：gnd(或vss)外接電源負(fù)端vss或接地，一般情況下接地。8腳：vcc(或vdd)外接電源vcc，雙極型時(shí)基電路vcc的范圍是4.516v，cmos型時(shí)基電路vcc的范圍為318v。一般用5v。3腳：out（或vo）輸出端。2腳：tr低觸發(fā)端。6腳：th高觸發(fā)端。4腳：r是直接清零端。當(dāng)r端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論tr、th處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5腳：co(或vc)為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓

22、，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01f電容接地，以防引入干擾。7腳：d放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。電阻分壓器由三個(gè)5k的等值電阻串聯(lián)而成。電阻分壓器為比較器c1、c2提供參考電壓，比較器c1的參考電壓為2/3vcc，加在同相輸入端，比較器c2的參考電壓為1/3vcc，加在反相輸入端。比較器由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的集成運(yùn)放c1、c2組成。高電平觸發(fā)信號(hào)加在c1的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本rs觸發(fā)器r端的輸入信號(hào)；低電平觸發(fā)信號(hào)加在c2的同相輸入端，與反相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本rs觸發(fā)器s端的輸入信號(hào)。基本rs觸發(fā)器的輸出狀態(tài)受

23、比較器c1、c2的輸出端控制。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器c1、c2基準(zhǔn)電壓分別為2/3vcc，1/3vcc的情況下，555時(shí)基電路的功能表如表6-1-1示。 表6-1-1 555時(shí)基電路的功能表 6.2 74ls160芯片介紹1. 74ls160芯片引腳如圖6-2所示 圖6-2 74ls160芯片引腳圖1）：同步置數(shù)控制端2）：異步置0控制端3）和：計(jì)數(shù)控制端4）：并行數(shù)據(jù)輸入端5）：輸出端6）co：進(jìn)位輸出端2. 74ls160的功能表如6-2-1所示 表6-2-1 74ls160的功能輸 入輸 出說(shuō) 明 cp co0 0 0 0 0 0異步置01 0 1 1 1 1 計(jì) 數(shù)1

24、1 0 保 持1 1 0 保 持 0 6.3 74273芯片介紹 74273是一種帶清除功能的8d觸發(fā)器，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作8位地址鎖存器。1. 74273芯片引腳如圖6-3所示圖6-3 74273引腳圖2. 74273芯片功能1）：d0d7：輸入端2）：q0q7：輸出端3）：主清除端，低電平觸發(fā)，即當(dāng)為低電平時(shí)，芯片被清除，輸出全為0（低電平）4）：clk：觸發(fā)端，上升沿觸發(fā)，即當(dāng)cp從低電平到高電平時(shí)，d0d7的數(shù)據(jù)通過(guò)芯片，為0時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存， d0d7的數(shù)據(jù)不變。6.4 74ls48芯片介紹 74ls48被稱(chēng)為集成顯示譯碼器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種顯示器件，從而將用二進(jìn)制代碼表示的數(shù)字

25、、文字、符號(hào)翻譯成人們習(xí)慣的形式直觀(guān)地顯示出來(lái)的電路，稱(chēng)為顯示譯碼器。1. 74ls48芯片引腳如圖6-4所示圖6-4 74ls48引腳圖2. 74ls48的功能1）：測(cè)試燈輸入端。=0（低電平有效）且=1時(shí)，ag輸出均為1，顯示器七段應(yīng)全亮，否則說(shuō)明顯示器件有故障。正常譯碼顯示時(shí)，應(yīng)處于高電平。即=1。2）/：雙重功能端。此端可做輸入信號(hào)端又可以做輸出信號(hào)端。作為輸入端時(shí)是熄燈信號(hào)輸入端，利用端可按照需要控制數(shù)碼管顯示或不顯示。當(dāng)=0時(shí)（低電平有效）。無(wú)論dcba狀態(tài)如何，ag均為0，數(shù)碼管不顯示。當(dāng)該端作為輸出端時(shí)是滅零輸出端，當(dāng)=0，且dcba=0000時(shí)，=0。3）：滅零輸入端。該端的作用是將數(shù)碼管顯示是數(shù)字0熄滅。當(dāng)=0（低電平有效）、=1且d