题目:正弦波发生及频率显示电路设计。
学院: 物联网工程
专业: 物联网工程
学生姓名:
学号。同实验者姓名: 评分。日。
2024年6月25号。
正弦波发生、频率显示电路课程设计报告。
设计任务和要求:
1. 振荡频率100~1000hz,输出信号幅度5+5%v
2. 用3位数码显示管显示**频率。
3. 能自动连续测量、显示频率,测量周期为4s
4. 用中规模集成电路实现。
总体框图:总电路图。
单元电路设计:
1、正弦波发生电路及波形转换电路:
采用rc文氏振荡器产生正弦波,使用lm741将正弦波变换成方波。
lm741各引脚功能:
1和5为偏置(调零端),2为正向输入端,3为反向输入端,4接地,6为输出,7接电源,8空脚。
2、单稳态定时电路:
使用555设计一个1s的定时电路。在该定时范围内所测得的脉冲个数即为**频率。
3、频率计数显示电路:
技术电器选用mc14553芯片,显示译码器选用cd4511芯片。
cd4511功能表。
cd4511是一组用来作为bcd对共阴极led七段显示器译码的包装。其引脚图,如上图,其各引脚功能:
lt:做灯泡测试用,当lt=0,则不论其它输入状态为何,其输出abcdefg=1111111,使七段显示器全亮,即显示8,以便观测七段显示器是否正常。当lt=1,则正常解码。
bi:空白输入控制,当bi=0(lt为1时) 则不论dcba之输入为何,其输出abcdefg皆为0,即七段显示器完全不亮,此脚可供使用者控制仅对有效数据译码,避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的系乱。
le:数据栓锁致能控制;在cd4511中,不但具译码功能,更具有数据栓锁的记忆功能。当le=0时(lt=1且bi=1),dcba数据会被送入ic的缓存器中保存,以供译码器码;当le=1时,则ic中的暂存器会关闭,仅保存原来在le=0时的dcba数据供译码器译码。
换句话说当le=1时,不论dcba的输入数据为何,皆不影响其输出,其输出abcdefg仍保留原来在le由0转为以前的资料。
4、超量程指示电路:
当计数器mc14553到1000个脉冲时,”of”端会输出一个正脉冲,该信号连到超量程指示电路,驱动发光管发光,表示信号频率超范围需调整。
5、控制电路:
控制电路实际上是一个高频信号发生器,**周期为4s,其精度要求不高,用其产生方波和尖脉冲信号,分别用了触发单稳态电路、超量程指示电路复位和计数器清零。
安装调试:按设计好的电路图,在面包板上连好电路图,分模块调试。
主要仪器仪表:
示波器,万用表,5v电源。
测试电路:首先测试正弦波发生及波形转换电路,用示波器观察uo,调节电位器是示波器出现正弦波,再观察uoa,示波器显示为方波。然后用示波器观察uob,波形发生跳跃。
此时,三个数码管会显示示数,频率跳动到一个示数清零。
出现问题及解决方法:
在调试正弦波发生电路时,波形始终不出现,这时需要检查电路,看电路接的是否正确,如果电路正确再看看电源是否接好,有没有接地。电路调整好后,调节电位器至示波器出现正弦波。
在测量单稳态电路时,电压不发生变化,检查电路后改正,但是不出现变化。检查线路,发现导线太短,电路接触不良,换线后单稳态电路正常。
在频率计数显示电路也出现导线接触不良,示数显示不清晰的问题。同样在换线后示数显示正常,频率正常变化,达到700多hz计数器清零。
思考与问题:
1、分别用什么元件调频率和信号幅度?
答:两个电位器分别调整频率和信号幅度。
2、影响测量精度的主要因素是什么?
答:3、影响读数精度的主要因素是什么?
答:收获与体会:
在这次课程设计中,设计电路图,安装面包板,以及调试都让给我学习到了很多。设计电路图要考虑怎样布局最合理,布线最美观。安装面包板要有耐心,细心。
调试的时候要从各方面找故障,原因,依次对应找到解决方法。这要求我们在做一件事的时候要考虑周全,谨慎完成。
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