+,-./ 01(2./#,(03 4 .5.0-/60 71+./ 8,096(./3
,:;& !))*
水利电力机械
#$%& !"’ ($& "
第 !" 卷 第 " 期
’ !))* 年 " 月
’
基 于 <<< 定 时 器 电 路 的 多 功 能 数 字 频 率 计 的 设 计
=>?@;A $B CD> E:%C@B:AFC@$AG% H@;@CG% BI>J:>AFK E>C>I LG?> $A CD> <<< C@E>I >%>FCI@F F@IF:@C
李存永
( 河南经贸职业学院,河南 郑州’ M<))
·!"·
水利电力机械
#$$% 年 " 月
图 ! " # $&’ $% 集成电路引脚图
B
B &+:灯测试端
,(-:灭零输入
(- / ,(0:灭灯输入控制端
. C *:输入端
1 C 7:输出端
(#)逻辑功能表。?!&’!"()*—七段译码器功
能表如表 = 所示。
;)要求 $ C ;> 时,灭灯输入( (-)必须开路或保
持高电平,如果不要灭十进制数零,则动态灭灯输入
( ,(-)必须开路或为高电平。
#)将一低电平直接输入(-端,则不管其他输入
为何电平,所有的输出端均输出为高电平。
=)当动态灭灯输入(,(-)和 .,(,),* 输入为
图 & " 引脚图及电路内部结构图
大于这个值时,应当在 > A 的上拉电阻上再并联适
当的电阻。
十进数或功能
输入
(- / ,(0
输出
表 ! " # $&’ $%()*—七 段译码器功能表
$
;
#
=
!
>
%
?
"
@
;$
;;
;#
;=
;!
;>
(-
,(-
&+
& +
,(-
*
)
(
.
1
2
3
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
<
:
&
:
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
<
&
<
$
$
$
$
$
$
$
$
;
;
;
;
;
;
;
;
<
$
<
$
$
$
$
;
;
;
;
$
$
$
$
;
;
;
;
<
$
<
$
$
;
;
$
$
;
;
$
$
;
;
$
$
;
;
<
$
<
$
;
$
;
$
;
$
;
$
;
$
;
$
;
$
;
<
$
<
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
&
&
:
;
$
;
;
$
;
$
;
;
;
$
$
$
;
$
$
$
$
;
;
;
;
;
;
$
$
;
;
;
$
$
;
$
$
$
$
$
;
;
;
$
;
;
;
;
;
;
;
$
;
$
$
$
$
$
$
;
4
;
$
;
;
$
;
;
$
;
$
;
;
$
;
;
$
$
$
;
5
;
$
;
$
$
$
;
$
;
$
;
$
$
$
;
$
$
$
;
6
;
$
$
$
;
;
;
$
;
;
$
$
;
;
;
$
$
$
;
7
$
$
;
;
;
;
;
$
;
;
;
;
;
;
;
$
$
$
;
备注
8 / + * 8 +, 9
;
#
=
!
第 !" 卷第 " 期
李存永:基于 ### 定时器电路的多功能数字频率计的设计
·$%·
低电平而试灯输入为高电平时,所有各段输出都为
&,并且动态灭灯输出(’())为低电平(响应条件)。
$)当灭灯输入* 动态灭灯输出((+* ’())为开路
或高电平而试灯输入为低电平,则所有输出端都为,。
表 - 中 , . 高电平,& . 低电平。(+ * ’()是线与
逻辑,作灭灯输入( (+)或 动态灭灯 输出( ’())之
用,或者兼为二者之用。
!/ "# 012 显示器
012 数码管是将电信 号转换为光信 号的固体
显示器件,它由 3 个条形发光二极管构成七段字形,
七段分别为 4,5,6,7,8,9,:,显示哪个字形,则相应
段的发光二极管就发光。
译码器驱动显示器的原理如图 $ 所示,只要在
译码器的输入端按 "$!,(;2 码输入逻辑信号,数码
管便能显示相应的十进制数字符号。
图 " # 译码器驱动显示器的 原理图
!/ $# <%&’$ 三端集成稳压电路
<3"== 系列的三端稳压器为固定式稳压电路
稳压器,其输出电压有 # >,? >,% >,,! >,,# >,," >
和 !$ > 共 3 个档次,型号后面的 ! 个数字表示输出
电 压 值。 输 出 电 流 分 ,/ # @( <3"&& ),&/ # @
( <3"A&& )和 &/ , @( <3"0&& )- 个 档 次。 如
<3",表示输出电压为 # >,输出电流为 ,/ # @。它
因性能稳定,价格低廉而得到广泛的应用。
(,)内部功能方框图。<3" 的内部功能方框图
如图 # 所示。电路中的一些元件出现在多个功能电路
中,如 2B, 既作为启动电路的一部分,又作为过热保护
电路的一部分。各元件的功能表示在图 # 中。
图 $ # <%&’ $ 内部功能 框图
C ( !)电 路 主要 参 数。在 温 度 为 !#D 条 件 下
C
<3" 的主要参数见表 $。
表 " # <% &’$ 的主要参数
参数名称
符号
测试条件
单位
<3"
(典型值)
!+
C
输入电压
输出电压
! )
最小输入电压 !+EFG
电压调整率 #H(! !) )
") . #&& E@
")!,/ # @
") . #&& E@
" > !!+ !," >
>
>
>
E>
电流调整率 #+( !! )),&E@!+)!,/ # @ E>
输 出 电 压 的
") . # E@
E> * D
温度变化率
# I
输出噪声电压 ! GJ
,& KL!9!,&&MKL
H>
,&
#
3
3
!#
,
$&
(# 原理方框图
(,)N # > 稳压电源电路方框图。
交流电源
!&& > * #& KL
’
变压器
!&& > * % >
’
全波
整流
’
滤波
电路
’
稳压电路
0 A3"
’
负
载
(!)定时器电路方框图。
% > 交流电 ’ ### 施密特触发器整形 ’ 计数器( 计 #& 个)
(-)显示电路方框图。
3$ 0O,?&
计数器
’
3$0O$"
译码器
’
0 12
数码管
($)原理电路如图 ? 所示。
)# 工作原理
本数字频率计的主要功能是测量周期信号的频
率。频率是在单位时间(, P)内信号周期性变化的
次数。如果我们能在给定的 , P 时间内对信号波形
计数,并将计数结果显示出来,就能读出被测信号的
频率。数字频率计首先必须获得比较稳定与准确的
时间,同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数
字电路识别的脉冲信号,然后通过计数器计算这段
时间间隔内的脉冲个数并将其换算后显示出来。
当没有信号输入时,### 定时器电路输出低电
平,通过 ’O 触发器使与门 , 关闭,则定时计数器不
工作,电路处于不工作状态。
当有信号输入时,通过与非门组成的施密特触
发器整形后输出一个高电平,通过 ’O 触发器把 与
门 , 打开,此时定时计数器开始工作,同时,用于显
示的计 器也开始工作。当定时计 器定时 , P 时
( 即计 器计 #& 个),使与门 ! 输出低电平,从而
使与门 - 关闭,即用于显示的计 器停止计 。这
时 012 码管显示的 值即是所测的频率。
·!"·
水利电力机械
#""$ 年 % 月
# " 电路扩展
图 ! " 原理电路图
!" 结束语
该电路只可以测 & ’ ( ((( )* 范围的频率,如果
想测更大范围就需要对电路进行扩展。扩展有以下
+ 种方法。
(&)在定时整形脉冲后加倍频器,如果是 &" 倍
该多功能数字频率计电路结构简单,原理清晰,
应用性比较强,可在 & ’ ( ((( )* 范围内使用。虽然
测量量程有限,但是可扩展性比较强。要想获得较
宽的量程可以对电路进行扩展。
频,则电路的测量范围可以增加到 &" 倍。
(#)在输入整形脉冲后加一级分频器,如果是
&" 倍分频,电路的测量范围可以增加到 &" 倍。
(+)综合以上 # 种方法同时使用,这样更容易
扩展。
$ " 电路的调试
$, %" 电源的调试
接通电源后,用万用表测变压器的输入端 !& ,
输出端电压 !# ,滤波电容两端电压 ! -,稳压块的输
出电压 !. 。
$, &" 各功能块的测试
(&)数码管的测试。把所有的输入端都加上高
电平(共阴管),观察发光管是否全亮,全亮则说明
数码管正常。
(#)/0120% 的测试。把 /0120% 的测试端 13 接
",无 论输入端接入 何电平,输 出都为 &,数 码管全
亮,则 /0120% 正常。
参考文献:
[&] 童诗白,华 成英, 模拟 电子技 术基 础( 第 + 版)[ 4 ], 北
京 :高等教育出版社,#""+,
[#] 阎石, 数字 电子技 术基础( 第 0 版 )[ 4], 北京:高 等教
育 出版社,&((/,
[+] 陈大钦, 电 子技术 基础实 验( 第 # 版)[ 4], 北 京:高等
教 育出版社,&(((,
[0] 谢自美, 电 子线路设计—实验—测 试( 第 # 版 )[ 4], 武
汉 :华中科技大学出版社,#""",
[!] 56789: ;, <=88>?@8AB:C=DEF@EDA ;@G@FDA ;87@G> H7@>G[ 4],
IE7 J8G8>FK C=8>F@E8L)DAA, I>E,&((0,
[$] 4D=M N, )6=8>7F8@>,4@E=68A8EF=6>6E -@=EO@F7 D>B ;87@G>,
#>B 8B[ 4], N8P 58=78Q:C=8>F@E8 L)DAA I>E,&(($,
(实习编辑:白银雷)