CMOS Frekvenciaszámláló: 3 lépés

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:47

Ez az útmutató PDF -fájlokkal és fotókkal tartalmazza, hogyan terveztem meg saját frekvenciaszámlálómat szórakozásból, diszkrét logikából. Nem szoktam részletezni, hogyan készítettem az áramköri kanokat, vagy hogyan kell bekötni, de a rajzok a KICAD -ban készülnek, amely egy ingyenes szoftver, amely lehetővé teszi a projektek professzionális NYÁK -on történő elkészítését. nyugodtan másolja vagy használja ezt az információt referencia kézikönyvként. ez egy jó tanulási gyakorlat, izgalmas utazásnak és abszolút fejfájásnak tartottam, ugyanakkor ez a projekt sok digitális alaptervezési tanfolyamon elsajátított készséget hasznosít. ezt valószínűleg egy mikrovezérlővel és néhány külső alkatrésszel lehet megtenni. de mi ebben a mulatság haha!

1. lépés: Frekvenciaszámláló tervezése diszkrét CMOS logikai chipek használatával

Tehát bevezetésként megterveztem, bekötöttem és teszteltem ezt az áramkört. A legtöbb munkát NI multisimben végeztem, és a szimulációk segítségével terveztem a legtöbb modult. multisim tesztelés után darabokra építettem a tesztáramkört egy kenyértáblára, ez biztos volt benne, hogy minden alkatrész megfelelően működik, ez igazi fejtörést okozott, és majdnem egy hétbe telt, mire elindítottam az első teljes verziót. A következő lépésben a BOM -ot (Bill of Materials) és a terv tömbvázlatát fogom tartalmazni, majd részletezni fogom az összeállítás módját. Ennek elkészítéséhez nem használtam sematikus rajzokat, egyszerűen elolvastam a lapkakészletek adatlapjait, szimulációkat futtattam, és teszteltem az egyes chipeket a megfelelő működésük érdekében. Ez a projekt 4 fő koncepciót tartalmaz, amelyek mind össze vannak kötve a végső összeszerelésben, amelyet a blokkdiagramok vázolnak fel. Ezeket a blokkokat használtam le annak leírására, hogyan fogják mindezt megszervezni és megtervezni.

1. A 37,788 kHz-en oszcilláló xtal (kristály) oszcillátor áramkört egy CD4060B (14 fokozatú hullámzáshordozó bináris számláló és frekvenciaosztó) táplálja, ez 2 Hz jelet eredményez. Ezt a jelet ezután egy váltó módra konfigurált JK flip flopba küldi. Ez felére csökkenti az 1 Hz -es négyzethullámot. a jelet ezután egy másik JK flip flopra küldik, és felosztják 0,5 Hz -re (1 másodperc 1 másodperc kikapcsoláskor). ez lesz a pontos időalap az engedélyezési óránk beállításához, hogy a bejövő frekvencia egy másodperces mintáját "feldaraboljuk". Ez lényegében egy impulzusszelet, amelyet egy másodpercig kell számolni.
2. Szinkron évtizedszámláló Két fő fogalmuk, amelyek megértik a bejövő frekvencia számlálását. A bejövő jelnek négyzethullámúnak kell lennie, és kompatibilisnek kell lennie a chipek logikai szintjével. Funkciógenerátort használtam a laboratóriumi padomon, de egy 555 -ös időzítővel és egy JK vagy D flip -floppal is felépíthető frekvenciaelosztóként. a második koncepció a 0,5 Hz -es jelet használja, hogy a mért impulzus egy másodperces időközönként ki tudjon lépni az ÉS kapuból. és blokkolja, ha logikailag LOW. ez az impulzus kilép az ÉS kapun, és a párhuzamos órában belép az évtized számlálókba. a számlálók szinkronszámlálóként működnek, és a CD4029 adatlapjában leírt végrehajtási és funkciókat használják.
3. Visszaállítás Az áramkörnek 2 másodpercenként alaphelyzetbe kell állnia, hogy mintát vegyen a frekvenciáról, és ne kapjon összetett értéket a kijelzőn. azt akarjuk, hogy állítsa vissza a számlálókat nullára, mielőtt a következő szelet bejön, különben hozzáadódik az előző értékhez. ami nem olyan érdekes! ezt a D flip flop segítségével vezetjük vissza, és visszacsatoljuk a 0,5 Hz -es jelet az órába, amely a dekád számlálók előre beállított engedélyező csapjaiba van behelyezve. ez az összes számlálót nullára állítja két másodpercre, majd 2 másodpercre magasra. egyszerű, de nem hatékony, ezt meg lehetne tenni egy JK flip floppal is, de két módot szeretek bemutatni, hogy ugyanazt tegyék. Ez mind szórakoztató és önálló tanulás, ezért bátran térjen el!
4. LED SEGMENTS A legjobb rész a végére van mentve! a klasszikus 7 szegmenses kijelzőket és a meghajtó chipeket erősen ajánlom, hogy ezt a 7 szegmenses kijelző adatlapja és a meghajtó chip körül tervezze. Nagy figyelmet kell fordítania a közös katód vagy anód közötti különbségre. az általam használt chipnek magasnak vagy alacsonynak kell lennie, attól függően, hogy mely LED -eket választja, és a bevált gyakorlat szerint 220 ohmos ellenállásokat használnak az áram korlátozására, van némi rugalmasság, mindig a legjobb az adatlapra hivatkozni, senki sem az okos válaszok mind az adatlapon találhatók. Ha kétségei vannak, olvassa el, amennyire csak tudja.

2. lépés: Blokkdiagram

Ez a következő rész csak a blokkdiagram látványvilága. Jó ötlet ezt megnézni, amikor olyasmit tervez, amely darabokra vágja a problémát.

3. lépés: Időalap és vázlatok

az o-hatókör megmutatja, hogyan kell kinéznie a kimenetnek az időalaphoz képest.

Ez az áramkör a képen látható módon bekötve a 4060 -as cd -t használja, a teljes képért lásd a PDF -et

a chipek ebben az áramkörben használhatók

• 3X CD4029
• 1X CD4081
• 1X CD4013
• 1X CD4060
• 1X CD4027
• 3X CD4543
• 21 X 220 ohmos ellenállások
• 3 X 7 SEGEMNT LED KIJELZŐK
• 37,788 KHZ KRISTÁLY
• 330K OHM ELLENÁLLÓ
• 15M OHM ELLENÁLLÓ
• 18x 10K 8 PIN RESITOR HÁLÓZAT (AJÁNLOTT)
• KÉNYTÁBLA HASZNÁLATÁNAK SOK KAPCSOLATI VEZETÉKE
• SOK KENYÉRTÁBLA

AJÁNLOTT BERENDEZÉSEK

• KAPCSOLATOS TÁPELLÁTÁS
• O-HATÁLY
• FUNKCIÓ GENERÁTOR
• TÖBBMÉTER
• FOGÓ

AJÁNLOTT TERVEZÉSI SZOFTVER

• KICAD
• NImultisim