CMOS -FREKWENSIETELLER: 3 stappe

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-23 12:53

Dit is 'n gids met ingesluit PDF's en foto's van hoe ek my eie frekwensieteller ontwerp het vir plesier uit diskrete logika. Ek gaan nie volledig in op die detail oor hoe ek die stroombane gemaak het of hoe ek dit konnekteer nie, maar die skema's word gemaak in KICAD, 'n gratis sagteware waarmee u u projekte op 'n professionele PCB kan maak. Kopieer of gebruik hierdie inligting as 'n verwysingsgids. Dit was 'n goeie leeroefening; ek was 'n opwindende reis en terselfdertyd absolute hoofpyn, maar hierdie projek maak gebruik van baie vaardighede wat in 'n basiese digitale ontwerpkursus geleer is. dit kan waarskynlik alles gedoen word met een mikrobeheerder en 'n paar eksterne dele. maar wat is die pret daarin?

Stap 1: Ontwerp 'n frekwensieteller met diskrete CMOS -logika -skyfies

As inleiding het ek hierdie kring ontwerp, bedraad en getoets. Ek het die meeste werk in NI multisim gedoen en die simulasies gebruik om die meeste modules te ontwerp. Nadat ek in multisim getoets het, bou ek die toetsbaan in stukke op 'n broodbord, dit was om seker te maak dat elke deel behoorlik werk, dit was 'n ware hoofpyn en dit het my amper 'n week geneem om die eerste volledige weergawe aan die gang te kry. In die volgende stap sal ek die stempelstuk (materiaalopgawe) en 'n blokdiagram van die ontwerp insluit, en dan in detail gaan oor hoe dit saamgestel is. Ek het geen skemas gebruik om dit te maak nie; ek het net die gegewensblaaie vir die skyfiestelle gelees en simulasies uitgevoer en elke skyfie getoets vir die regte funksie. Hierdie projek bevat 4 hoofkonsepte wat almal saamgebind is in die finale samestelling wat in die blokdiagramme uiteengesit sal word. Ek het hierdie blokke gebruik om te beskryf hoe dit alles georganiseer en ontwerp sou word.

1. Tydsberekening-module 'n Pierce-ossillatorstroombaan met 'n xtal (kristal) wat op 37.788 kHz ossilleer, word in 'n CD4060B gevoer (14-traps rimpeldraer-binêre teller en frekwensieverdeler), wat 'n 2Hz-sein tot gevolg het. Die sein word dan na 'n JK -flipflop gestuur wat vir die skakelmodus ingestel is. Dit verminder dit in die helfte tot 'n 1Hz vierkante golf. die sein word dan na nog 'n JK flip flop gestuur en verdeel tot 0,5 Hz (1 sekonde op 1 sekonde af). Dit is die presiese tydsbasis vir die opstel van ons skakelklok om 'n enkele sekonde van die inkomende frekwensie te sny. Dit is in wese 'n snit pulse wat vir 'n tydperk van een sekonde getel moet word.
2. Synchrone dekade -teller Dit is twee hoofbegrippe om te verstaan hoe die inkomende frekwensie getel word. Die inkomende sein moet 'n vierkantige golf wees en ook versoenbaar wees met die logiese vlak van die skyfies. Ek het 'n funksie -kragopwekker op my laboratoriumbank gebruik, maar een kan gebou word met 'n 555 -timer en 'n JK- of D -flip -flop wat as 'n frekwensie -verdeler opgestel is. die tweede konsep gebruik die 0.5Hz sein om die gemete pols in staat te stel om 'n EN -poort met tussenposes van een sekonde te verlaat. en blokkeer dit as dit logies LAAG is. hierdie pols verlaat die AND -hek en gaan die dekade -tellers by die parallel -klok in. die tellers funksioneer as sinchrone tellers en gebruik die uitvoer- en funksies wat in die datablad vir die CD4029 beskryf word.
3. Herstel Die kring moet elke 2 sekondes herstel word om die frekwensie te meet en nie 'n saamgestelde lesing op die skerm te kry nie. ons wil hê dat dit die tellers op nul stel voordat die volgende sny inkom, of dit sal tot die vorige waarde toevoeg. wat nie so interessant is nie! ons doen dit deur die D -flip -flop te gebruik om terug te voer, en ons bel die 0,5 Hz -sein in die horlosie wat in die vooraf ingestelde penne van die dekade -tellers geplaas word. dit stel al die tellers vir twee sekondes op nul en gaan dan vir 2 sekondes hoog. eenvoudig, maar effektief, dit kan nie ook met 'n JK -flipflop gedoen word nie, maar ek wys graag twee maniere om dieselfde te doen. Dit is alles vir plesier en selfleer, dus moet u afwyk!
4. LED SEGMENTS Die beste deel word vir die einde bewaar! die klassieke 7 -segmentskerms en die bestuurderskyfies, ek beveel dit sterk aan om dit te ontwerp rondom die gegewensblad van die 7 -segmentskerm en die bestuurderskyfie. U moet aandag skenk aan die verskil tussen gewone katode of anode. die chip wat ek gebruik het, moet hoog of laag wees, afhangende van die LED's wat u kies om te gebruik, en volgens goeie praktyk word 220 ohm weerstande gebruik om die stroom te beperk, maar daar is 'n mate van buigbaarheid. Dit is altyd die beste om na die gegewensblad te verwys. die antwoorde lê slim in die gegewensblad. As u twyfel, lees dit soveel as wat u kan.

Stap 2: Blokdiagram

Hierdie volgende deel is slegs 'n beeld van die blokdiagram. Dit is 'n goeie idee om hierna te kyk as u iets ontwerp om die probleem in stukke te sny.

Stap 3: Tydsbasis en skema's

die o-scope toon hoe die uitset moet lyk in vergelyking met die tydsbasis.

Hierdie kring gebruik die cd 4060 wat bedraad is, soos op die foto, verwys na die PDF vir 'n volledige prentjie

die Chips -gebruike in hierdie kring is

• 3X CD4029
• 1X CD4081
• 1X CD4013
• 1X CD4060
• 1X CD4027
• 3X CD4543
• WEERSTANDE van 21 x 220 ohm
• 3 X 7 SEGEMNT LED -DISPLAYS
• 37.788 KHZ KRISTAL
• 330K OHM WEERSTAND
• 15M OHM WEERSTAND
• 18x 10K 8 PIN RESITOR NETWERK (AANBEVELD)
• BAIE AANSLUITINGSDRAADE AS 'N BROODBORD GEBRUIK WORD
• BAIE BROODBORDE

AANBEVOLE TOERUSTING

• BANKMAG VERSKAF
• O-OMVANG
• FUNKSIE GENERATOR
• MULTI-METER
• TANG

AANBEVOLDE ONTWERP Sagteware

• KICAD
• NImultisim