方波-三角波函數(shù)發(fā)生器及頻率顯示的設(shè)計(jì)--課程設(shè)計(jì).doc

課程設(shè)計(jì)方波-三角波函數(shù)發(fā)生器及頻率顯示的設(shè)計(jì)2010年 6 月 28 日模擬、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的方波-三角波產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)總說明：目的：1掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法；2掌握模擬ic器件的應(yīng)用；3培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來指導(dǎo)實(shí)踐的能力；4掌握常用元器件的識(shí)別和測(cè)試5熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法；關(guān)鍵詞：運(yùn)算放大、方波、三角波、頻率顯示設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)方波三角波函數(shù)信號(hào)發(fā)生器課程設(shè)計(jì)的要求：1設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器；2輸出波形：正弦波、方波；3頻率范圍 ：方波重復(fù)頻率500hz，相對(duì)誤差5% ；三角波重復(fù)頻率500hz，相對(duì)誤差5%；4輸出電壓：方波脈沖幅度（6-6.5）v；三角波脈沖幅度（1.5-2）v； 參考書籍：數(shù)字電子技術(shù)基本教程、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、摘要：本設(shè)計(jì)先是通過運(yùn)輸放大器構(gòu)成方波信號(hào)發(fā)生器，再轉(zhuǎn)換成三角波，然后用74ls192n與數(shù)碼顯示管構(gòu)成計(jì)數(shù)電路來顯示所產(chǎn)生方波的頻率。由于數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)問題，計(jì)數(shù)器所計(jì)得的頻率與與實(shí)際的頻率存在一定的誤差。設(shè)計(jì)用到器件：集成運(yùn)算放大器、電阻、滑動(dòng)電阻、電容、直流電源、示波器、頻率計(jì)、信號(hào)發(fā)生器、7409n 74ls192n芯片、數(shù)碼管方波-三角波轉(zhuǎn)換電路的工作原理：方波三角波產(chǎn)生電路工作原理如下：若a點(diǎn)斷開，運(yùn)算發(fā)大器u1與r1、r2及r3、rp1組成電壓比較器，c1為加速電容，可加速比較器的翻轉(zhuǎn)。運(yùn)放的反相端接基準(zhǔn)電壓，即u-=0，同相輸入端接輸入電壓uia，r1稱為平衡電阻。比較器的輸出uo1的高電平等于正電源電壓+vcc，低電平等于負(fù)電源電壓-vee（|+vcc|=|-vee|）, 當(dāng)比較器的u+=u-=0時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出uo1從高電平跳到低電平-vee,或者從低電平vee跳到高電平vcc。設(shè)uo1=+vcc,則 將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限單位uia-為 若uo1=-vee,則比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位uia+為 比較器的門限寬度由以上公式可得比較器的電壓傳輸特性，如圖3-71所示。a點(diǎn)斷開后，運(yùn)放a2與r4、rp2、c2及r5組成反相積分器，其輸入信號(hào)為方波uo1，則積分器的輸出uo2為時(shí)，時(shí)，可見積分器的輸入為方波時(shí)，輸出是一個(gè)上升速度與下降速度相等的三角波，其波形關(guān)系下圖所示。三角波的幅度為方波-三角波的頻率f為由以上兩式可以得到以下結(jié)論：1. 電位器rp2在調(diào)整方波-三角波的輸出頻率時(shí)，不會(huì)影響輸出波形的幅度。若要求輸出頻率的范圍較寬，可用c2改變頻率的范圍，pr2實(shí)現(xiàn)頻率微調(diào)。2. 方波的輸出幅度應(yīng)等于電源電壓+vcc。三角波的輸出幅度應(yīng)不超過電源電壓+vcc。電位器rp1可實(shí)現(xiàn)幅度微調(diào)，但會(huì)影響方波-三角波的頻率。數(shù)碼管頻率顯示電路數(shù)碼管電路 電路采用的是74ls192n芯片，低位的進(jìn)位輸出作為高位的clk信號(hào)而形成一個(gè)十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。通過輸入脈沖而形成累加計(jì)數(shù)。顯示計(jì)正確連接之后，只要輸入的脈沖頻率合理，示數(shù)就能顯示從000999間的任何數(shù)字?？傠娐氛f明：總電路圖由上圖可見，將方波信號(hào)與一個(gè)脈沖頻率為0.25hz，占空比為25的脈沖相與之后連接到個(gè)位數(shù)碼管顯示芯片up的脈沖輸入接口，脈沖開始時(shí)為高電平，1s之后變?yōu)榈碗娖剑谶@1s時(shí)間之內(nèi)數(shù)碼管計(jì)數(shù)，當(dāng)1s結(jié)束后，芯片輸入clk為低電平，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，之后3s中數(shù)碼管示數(shù)不變，由f=1/t可知，此示數(shù)為方波的頻率。心得體會(huì)：本次實(shí)習(xí)讓我們體味到設(shè)計(jì)電路、連接電路、調(diào)測(cè)電路過程中的樂苦與甜。設(shè)計(jì)是我們將來必需的技能，這次實(shí)習(xí)恰恰給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)，從到圖書館查找資料到對(duì)電路的設(shè)計(jì)對(duì)電路的調(diào)試再到最后電路的成型，都對(duì)我所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了檢驗(yàn)。在實(shí)習(xí)的過程中發(fā)現(xiàn)了以前學(xué)的數(shù)字電路的知識(shí)掌握的不牢。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中，遇到了一些以前沒有見到過的元件，但是通過查找資料來學(xué)習(xí)這些元件的功能和使用。制作過程是一個(gè)考驗(yàn)人耐心的過程，不能有絲毫的急躁，馬虎，對(duì)電路的調(diào)試要一步一步來，不能急躁，因?yàn)槭窃陔娔X上調(diào)試，比較慢，又要求我們有一個(gè)比較正確的調(diào)試方法，像把頻率調(diào)準(zhǔn)等等。這又要我們要靈活處理，在不影響試驗(yàn)的前提下可以加快進(jìn)度。合理的分配時(shí)間。在設(shè)計(jì)控制電路的時(shí)候，我