完整版脈沖計數(shù)器設(shè)計

1、脈沖計數(shù)設(shè)計與分析摘要我們知道，555電路在應(yīng)用和工作方式上一般可歸納為3類。每類工作方式又有很多個不同的電路。 在實際應(yīng)用中，除了單一品種的電路外，還可組合出很多不同電路，如：多個單穩(wěn)、多個雙穩(wěn)、單穩(wěn)和無穩(wěn)，雙穩(wěn)和無穩(wěn)的組合等。這樣一來，電路變的更加復雜。為 了便于我們分析和識別電路，更好的理解555電路，這里我們這里按555電路的結(jié)構(gòu)特點進行分類和歸納，把555電路分為3大類、8種、共18個單元電 路。每個電路除畫出它的標準圖型，指出他們的結(jié)構(gòu)特點或識別方法外，還給出了計算公式和他們的用途。555時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

2、型應(yīng)用方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際需要，經(jīng)過參數(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)用關(guān)鍵字：NE555 計數(shù) 譯碼 顯示目錄第一章脈沖計數(shù)器簡介 21.1脈沖計數(shù)器緒論 21.2脈沖計數(shù)器主要內(nèi)容 2第二章脈沖計數(shù)器設(shè)計與分析 22.1方案與論證 22.2總體框圖及模塊設(shè)計 32.3總體電路設(shè)計 72.4系統(tǒng)測試，抗干擾及注意細節(jié) 7第三章脈沖計數(shù)器設(shè)計結(jié)果分析論證 83.1硬件調(diào)試 83.2結(jié)果分析得出結(jié)論 8附錄： 8參考文獻： 9第一章脈沖計數(shù)器簡介1.1發(fā)展趨勢由555時基電

3、路構(gòu)成常見的最基本的典型應(yīng)用電路有：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、無穩(wěn)態(tài)電路，而用這3種方式中的1種或多種組合起來可以組成各種實用的電子電路，如定時器、分頻器、脈沖信號發(fā)生器、元件參數(shù)和電路檢測電路、玩具游戲機電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動控制電路等第二章脈沖計數(shù)器設(shè)計與分析2.1方案與論證方案一：用MAX0832產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)過計數(shù)、譯碼、顯示，此方案性價比高，硬件電路較為簡單。方案二：用NE555產(chǎn)生所需波形，經(jīng)過整形、計數(shù)、譯碼、顯示，此方案性比價低，工作所需環(huán)境低，可靠性好，硬件電路較為合理。方案三：用單片機產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)過計數(shù)、譯碼、顯示，編程程序復雜，硬

4、件電路復雜，性價比較貴綜上所述方案比較，方案二較為可行2.2總體框圖及模塊設(shè)計NE555定時器產(chǎn)生脈沖信號 施密特觸發(fā)器整形 計數(shù)器計數(shù) 數(shù)字信號譯碼 數(shù)碼管顯示 CC40106由六個斯密特觸發(fā)器電路組成。每個電路均為在兩輸入端具有斯密 特觸發(fā)器功能的反相器。觸發(fā)器在信號的上升和下降沿的不同點開、關(guān)。上升電壓(V T+和下降電壓(V T-之差定義為滯后電壓。 CD40106引腳圖2 4 6 8 10 12 數(shù)據(jù)輸出端1 3 5 9 11 13 數(shù)據(jù)輸入端14 電源正7 接地p 切換時間波形： p 74LS161是常用的四位二進制可預置的同步加法計數(shù)器管腳圖介紹：時鐘CP和四個數(shù)據(jù)輸入端P0P3

5、清零/MR使能CEP，CET置數(shù)PE數(shù)據(jù)輸出端Q0Q3以及進位輸出TC. (TC=Q0Q1Q2Q3CET輸 入 輸 出 CR CPLD EPETD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 1 1 狀態(tài)碼加1從74LS161功能表功能表中可以知道，當清零端CR=“0”，計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個時候為異步復位功能。當CR=“1”且LD=“0”時，在CP信號上升沿作用后，74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)

6、據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。74LS161還有一個進位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO= Q0Q1Q2Q3CET。合理應(yīng)用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進制以下的任意進制分頻器。74LS47譯碼器原理：譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。實現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用，表2列出了74LS47的真值表，表示出了它與數(shù)碼管之間的關(guān)系。 表1 輸

7、 入 輸 出 顯示數(shù)字符號 LT( RBI(- A3 A2 A1 A0 BI(/RBO( a( b( c( d( e( f( g( 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1

8、1 1 7 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 LED數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管類似，只是正向壓降較大，正向電阻也較大。在一定范圍內(nèi)，其正向電流與發(fā)光亮度成正比。由于常規(guī)的數(shù)碼管起輝電流只有12 mA，最大極限電流也只有1030 mA，所以它的輸入端在5 V電源或高于TTL高電平(3.5 V的電路信號相接時，一定

9、要串加限流電阻，以免損壞器件。2.3總體電路設(shè)計2.4系統(tǒng)測試，抗干擾及注意細節(jié)1.NE555集成芯片三腳輸出波形需整形2.電阻電容用精密電阻電容為了提高穩(wěn)定性和精度3.波形整形用廉價的施密特觸發(fā)器第三章脈沖計數(shù)器設(shè)計結(jié)果分析論證3.1硬件調(diào)試第一步：檢查電路中各個元件是否接的可靠、大小是否合理，特別是NE555必須接正確第二步：在一切都正常的情況下，給電路上電，此時立即觸摸NE555是否發(fā)燙，若發(fā)燙應(yīng)立即斷電第三步：若NE555沒有發(fā)燙，則說明NE555工作正常，這時開始實驗數(shù)據(jù)測試 。第四步：通過示波器觀察NE555輸出的方波信號，觀察方波的失真情況。第五步：失真的波形通過施密特觸發(fā)器進行整形，整形后的波形是沒有失真方波。第六步：通過示波器觀察波形的幅值大小第七步：通過示波器觀察波形的周期，計算出波形的頻率第八步：通過數(shù)碼管觀察顯示數(shù)字第九步：統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù)第十步：斷電3.2結(jié)果分析得出結(jié)論該電路產(chǎn)生一個方波，不過由于電子元器件的差別和電路硬件的原因，產(chǎn)生的這些波形和理論有些差距。本次設(shè)計就是一種數(shù)字與模擬混合型的中規(guī)模集成電路555，外加電阻、電容等元件可以構(gòu)成多諧振蕩器。將原理圖讀懂，在元器件的