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電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2026-02-14 22:48 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】數(shù)近似相等，由 IC 的 3 腳輸出的是近似對(duì)稱方波。按圖所示元件參數(shù)，其頻率為 500Hz 左右，調(diào)節(jié)電位器 RP 可改變振蕩器的頻率。方波信號(hào)經(jīng) RC4 積分網(wǎng)絡(luò)后，輸出三角波。三角波再經(jīng) RCRC6低通濾波電路，輸出近似的正弦波。C7 是電源濾波電容。發(fā)光二極管 LED1 用作電源指示燈。為達(dá)成要求中的步進(jìn)，故將 CX 設(shè)計(jì)成 20 個(gè)電容的串聯(lián)，以達(dá)到步進(jìn)的目的，實(shí)際電路圖如下：13輸出結(jié)果截圖：14設(shè)計(jì)電路圖：采用電容串聯(lián)的形式達(dá)到步進(jìn)的結(jié)果起始 100Hz 步進(jìn) 100Hz. 步進(jìn)至 2022Hz 頻率計(jì)設(shè)計(jì) 方案論證與比較：利用石英振蕩器發(fā)生信號(hào)比較穩(wěn)定，但在仿真中難以實(shí)現(xiàn)。故選用 555 定時(shí)器555 定時(shí)器簡(jiǎn)介：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15作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555 定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖如右圖所示。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(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓 VCC /3 和 2VCC /3555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的同相輸入端的電壓為 VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于 VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于 VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為低電平。它的各個(gè)引腳功能如下：1 腳：外接電源負(fù)端 VSS 或接地，一般情況下接地。2 腳：低觸發(fā)端 TR。3 腳：輸出端 Vo4 腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，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：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，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只電容接地，以防引入干擾。6 腳：高觸發(fā)端 TH。7 腳：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。8 腳：外接電源 VCC，雙極型時(shí)基電路 VCC 的范圍是 ~ 16V，CMOS 型時(shí)基電路 VCC 的范圍為 3 ~ 18V。一般用 5V。在 1 腳接地，5 腳未外接電壓，兩個(gè)比較器 AA2 基準(zhǔn)電壓分別為的情況下。表 —1 555 定時(shí)器的功能表清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端 TR Q 放電管 T 功能0 x x 0 導(dǎo)通清零1 0 1 x 保持保持1 1 0 1 截止置 11 0 0 1 截止置 11 1 1 0 導(dǎo)通清零多諧振蕩器又稱為無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒(méi)有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。接通電源后，輸出假定是高電平，則 T 截止，電容 C 充電。充電回路是 VCC—R1—R2—C—地，按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)上升到 2Vcc/3 時(shí)（TH、端電平大于 Vc），輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。Vo 是低電平，T 導(dǎo)通，C 放電，放電回路為 C—R2—T—地，按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)下降到 Vcc/3 時(shí)（TH、端電平小于 Vc），輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放電管 T截止，電容再次充電，如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，經(jīng)分析可得輸出高電平時(shí)間 T=(R1+R2)Cln2輸出低電平時(shí)間 T=R2Cln2振蕩周期 T=(R1+2R2)Cln21．算法設(shè)計(jì) 頻率是周期信號(hào)每秒鐘內(nèi)所含的周期數(shù)值。第一個(gè)圖的方波頻率為 16Hz,第二個(gè)圖的16方波頻率為 1 Hz，故而將 A 段設(shè)為閘門(mén)開(kāi)的時(shí)段， A 段用 1 秒時(shí)間記錄待測(cè)的輸入脈沖數(shù)目，測(cè)試電路中設(shè)置一個(gè)閘門(mén)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生脈沖寬度為 1s 的閘門(mén)信號(hào)。改閘門(mén)信號(hào)控制閘門(mén)電路的導(dǎo)通與開(kāi)斷。讓被測(cè)信號(hào)送入閘門(mén)電路，當(dāng) 1s 閘門(mén)脈沖到來(lái)時(shí)閘門(mén)導(dǎo)通，被測(cè)信號(hào)通過(guò)閘門(mén)并到達(dá)后面的計(jì)數(shù)電路（計(jì)數(shù)電路用以計(jì)算被測(cè)輸入信號(hào)的周期數(shù)），當(dāng) 1s 閘門(mén)結(jié)束時(shí)，閘門(mén)再次關(guān)閉，此時(shí)計(jì)數(shù)器記錄的周期個(gè)數(shù)為 1s內(nèi)被測(cè)信號(hào)的周期個(gè)數(shù)，即為被測(cè)信號(hào)的頻率。測(cè)量頻率的誤差與閘門(mén)信號(hào)的精度直接相關(guān)，因此，為保證在 1s 內(nèi)被測(cè)信號(hào)的周期量誤差在 10 179。量級(jí)，則要求閘門(mén)信號(hào)的精度為 10 ?量級(jí)。2．時(shí)基電路如圖，時(shí)基電路是由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器振蕩周期 T=(R34+2R35)C4ln

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