模擬·數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)

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1、班級(jí)：電氣1081姓名：學(xué)號(hào)：成績(jī)：指導(dǎo)老師（簽名）：第12頁(yè)，共12頁(yè)目錄1設(shè)計(jì)概述……………………………………………………………..32設(shè)計(jì)方案與硬件設(shè)計(jì)概要……………………………………………..32.1詳細(xì)設(shè)計(jì)方案（功能框架圖）………………………………………………32.2硬件設(shè)計(jì)方案………………………………………………………………..5（1）電源模塊……………………………………………………........…….5（2）頻率發(fā)生器………………………………...……..……...........……......5（3）頻率計(jì)…………………………………………….........……....

2、……...63實(shí)物演示結(jié)果…………………………………………………………74設(shè)計(jì)總結(jié)..............................................................................................8附：AT89S52程序代碼（C語(yǔ)言）……………………………………….9AltiumDesigner6.9SCHFileAndPCBFile…………………….12第12頁(yè)，共12頁(yè)1設(shè)計(jì)概述：“模擬數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)”是自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課--《模擬電路》和《數(shù)字電路及數(shù)字邏輯》的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)電子電路的綜合性

3、訓(xùn)練。本設(shè)計(jì)主要分三個(gè)模塊設(shè)計(jì)：①電源模塊②頻率發(fā)生器③頻率計(jì)電源模塊跟頻率發(fā)生器模塊運(yùn)用的是模擬電路上的基礎(chǔ)知識(shí)，而頻率計(jì)模塊運(yùn)用的是數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)，為了加強(qiáng)課外的學(xué)習(xí)能力，本設(shè)計(jì)還綜合性的加上了單片機(jī)的內(nèi)容，是基于AT89S52單片機(jī)開發(fā)的頻率計(jì)?？傮w上，由電源模塊將市電降壓為運(yùn)放UA741正常工作的+/-15伏電壓跟AT89S52單片機(jī)工作電壓+5伏。采用UA741運(yùn)放產(chǎn)生方波跟三角波，再用單片機(jī)的定時(shí)/中斷功能來(lái)計(jì)數(shù)頻率，用數(shù)碼管來(lái)顯示頻率結(jié)果。2設(shè)計(jì)方案：2.1詳細(xì)設(shè)計(jì)方案：(功能框架圖)電源模塊（市電降壓為+/-15V和+5V整流橋堆，LM337,LM317,7805）市電（

4、交流~220伏）頻率發(fā)生器（UA741運(yùn)放）頻率計(jì)（雙向總線發(fā)送器/接收器74LS2453線——8線譯碼器74LS138可編程邏輯芯片AT89S52）表1總體框架圖第12頁(yè)，共12頁(yè)市電（~220V）2200UF電解電容濾波，LM317穩(wěn)壓輸出正15伏3A整流橋堆整流出直流電壓2200UF電解電容濾波，LM337穩(wěn)壓輸出負(fù)15伏7805穩(wěn)壓輸出正5伏表2電源模塊示意框同相滯回比較器U1輸出經(jīng)限流電阻被雙向穩(wěn)壓管箝位在+UZU1輸出UO1=-UZ積分器U2反相積分，當(dāng)輸出UO2=UT2積分器U2正向積分，當(dāng)UO2=UT1U1輸出UO1=+UZ表3頻率發(fā)生器AT89S52單片機(jī)上電電容充電，電

5、平至高復(fù)位晶振起振，單片機(jī)工作定時(shí)器0開始工作，定時(shí)1秒鐘計(jì)數(shù)器1檢測(cè)外部輸入高電平數(shù)定時(shí)器0滿數(shù)溢出，進(jìn)入中斷函數(shù)執(zhí)行操作將計(jì)數(shù)器中數(shù)分離成十進(jìn)制與權(quán)值結(jié)合74LS138函數(shù)表，用權(quán)值作為二進(jìn)制地址碼通過(guò)P0口選通數(shù)碼管位選端結(jié)合74LS245真值表，選擇芯片工作狀態(tài)，實(shí)行總線并行傳輸兩個(gè)四位共陰數(shù)碼管顯示頻率表4頻率計(jì)第12頁(yè)，共12頁(yè)2.2硬件設(shè)計(jì)方案：（1）電源模塊：電源模塊首先用~220V——+/-18伏E型變壓器降壓，經(jīng)3A整流橋堆整流成單向直流脈沖電壓，用一個(gè)2200UF大電解電容C9并聯(lián)一個(gè)0.1UF瓷片電容C11來(lái)濾波，得到平滑的直流電壓，在并聯(lián)一個(gè)電阻與3mmLED串聯(lián)

6、作為電源指示燈（3.9K電阻R11起到限流保護(hù)LED燈的作用）。考慮到需要電流的穩(wěn)定性（與7812的性能區(qū)別），所以采用了LM317可調(diào)穩(wěn)壓器，通過(guò)調(diào)制R16跟R13電阻的阻值比來(lái)得到+15V的電壓。為了得到一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的電壓，在輸出端再并聯(lián)一個(gè)去耦電容C5（防止尖峰電壓沖擊）。LM337工作電路與LM317工作電路基本相同，唯一區(qū)別的是LM337穩(wěn)壓后得到的是負(fù)電壓也就是-15V。為了得到正負(fù)電壓源，所以務(wù)必中端接地作為電壓參考點(diǎn)。C3跟C1并聯(lián)構(gòu)成7805穩(wěn)壓器的輸入濾波電路，C2是+5V輸出電壓的去耦電容。（2）頻率發(fā)生器：第12頁(yè)，共12頁(yè)頻率發(fā)生器如圖所示，此電路由同相輸入的滯回

7、比較器和RC電路組成。RC回路既作為延遲環(huán)節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)RC充放電實(shí)現(xiàn)輸出狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。設(shè)某一時(shí)刻輸出電壓Uo=+Uz,則同相輸入端電位Up=+Ut。Uo通過(guò)R4對(duì)電容C正向充電。反相輸入端電位n隨時(shí)間t的增長(zhǎng)而逐漸增高，當(dāng)t趨于無(wú)窮時(shí)，Un趨于+Uz；但是，一旦Un=+Ut，再增大，Uo從+Uz躍變?yōu)?Uz，于此同時(shí)Up從Ut躍變?yōu)?Ut。隨后，Uo又通過(guò)R3對(duì)電容C反向充電，如圖中虛線箭頭所示。Un隨時(shí)間