CMOS FREQUENCY COUNTER: 3 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šī ir rokasgrāmata ar iekļautiem PDF failiem un fotoattēliem par to, kā es diskrētas loģikas dēļ izklaidei izveidoju savu frekvenču skaitītāju. Es neiedziļināšos pilnā detalizācijā par to, kā es izveidoju ķēžu kuļus vai kā to pievadīt, bet shēmas ir izstrādātas KICAD, kas ir bezmaksas programmatūra, kas ļauj veidot savus projektus ar profesionālas kvalitātes PCB. kopējiet vai izmantojiet šo informāciju kā atsauces ceļvedi. šis ir labs mācīšanās vingrinājums, man šķita, ka tas ir aizraujošs ceļojums un absolūtas galvassāpes vienlaikus, taču šis projekts izmanto daudzas digitālā dizaina pamatkursā apgūtās prasmes. iespējams, to visu varētu izdarīt ar vienu mikrokontrolleri un dažām ārējām daļām. bet kāda tur jautrība haha!

1. darbība. Frekvenču skaitītāja izveide, izmantojot diskrētas CMOS loģikas mikroshēmas

Tātad kā ievads es izstrādāju, vadu un pārbaudīju šo shēmu. Es lielāko daļu darba veicu NI multisim un izmantoju simulācijas, lai izstrādātu lielāko daļu moduļu. pēc testēšanas multisimā es uz konstruēju testa shēmu gabalos uz maizes tāfeles, lai pārliecinātos, ka katra daļa darbojas pareizi, šīs bija pamatīgas galvassāpes, un man vajadzēja gandrīz nedēļu, lai sāktu darboties pirmā pilnā versija. Nākamajā solī es iekļaušu BOM (Bill of materials) un dizaina blokshēmu, un pēc tam sīkāk pastāstīšu, kā tas tika salikts. Lai to izdarītu, es neizmantoju nekādas shēmas, es vienkārši izlasīju mikroshēmojumu datu lapas un veicu simulācijas un pārbaudīju katras mikroshēmas pareizo darbību. Šajā projektā ir 4 galvenie jēdzieni, kas visi ir saistīti galīgajā montāžā, un tie tiks izklāstīti blokshēmās. Es izmantoju šos blokus, lai aprakstītu, kā tas viss tiks organizēts un izstrādāts.

1. Laika modulis Pīrsinga oscilatora ķēde ar xtal (kristāla) svārstību pie 37,788 kHz tiek ievadīta CD4060B (14 pakāpju pulsācijas pārneses binārais skaitītājs un frekvences dalītājs), kā rezultātā tiek iegūts 2 Hz signāls. Šis signāls tiek nosūtīts uz JK flip flop, kas konfigurēts pārslēgšanas režīmam. Tas samazinās to uz pusi līdz 1 Hz kvadrātveida vilnim. signāls tiek nosūtīts uz vēl vienu JK flip flop un sadalīts līdz 0,5 Hz (1 sekunde, izslēdzot 1 sekundi). šī būs precīza laika bāze, lai iestatītu mūsu iespējošanas pulksteni, lai "sagrieztu" ienākošās frekvences vienu sekundi. Tas būtībā ir impulsu šķēle, kas jāuzskaita vienas sekundes laikā.
2. Sinhronais desmitgades skaitītājs Tie ir divi galvenie jēdzieni, lai saprastu, kā tiek skaitīta ienākošā frekvence. Ienākošajam signālam jābūt kvadrātveida vilnim, kā arī saderīgam ar mikroshēmu loģikas līmeni. Es savā laboratorijas solā izmantoju funkciju ģeneratoru, bet to var izveidot ar 555 taimeri un JK vai D flip flop, kas konfigurēts kā frekvences dalītājs. otrā koncepcija izmanto 0,5 Hz signālu, lai izmērītais impulss vienas sekundes intervālos varētu iziet no AND vārtiem. un bloķēt to, kad tas iet loģiski LOW. šis impulss iziet no AND vārtiem un nonāk paralēlajā pulkstenī desmitgades skaitītājos. skaitītāji darbojas kā sinhroni skaitītāji un izmanto izpildes funkcijas un funkcijas, kas aprakstītas CD4029 datu lapā.
3. Atiestatīt Ķēde ir jāatiestata ik pēc 2 sekundēm, lai paraugu ņemtu frekvenci un displejā netiktu iegūti salikšanas rādītāji. mēs vēlamies, lai skaitītāji tiktu atiestatīti uz nulli, pirms nāk nākamā šķēle, vai arī tā pievienos iepriekšējo vērtību. kas nemaz nav tik interesanti! mēs to darām, izmantojot atgriezenisko saiti, izmantojot vadu D flip flop, un mēs pulksteņa režīmā pulksteņojam 0,5 Hz signālu, kas tiek izvadīts dekādes skaitītāju iepriekš iestatītajās iespējošanas tapās. tas visus skaitītājus uz divām sekundēm nullē un pēc tam 2 sekundes paaugstinās. vienkāršs, bet efektīvs, to nevarētu izdarīt arī ar JK flip flop, bet man patīk parādīt divus veidus, kā to pašu darīt. Tas viss ir paredzēts izklaidei un pašmācībai, tāpēc jūtieties brīvi atkāpties!
4. LED SEGMENTI Labākā daļa ir saglabāta beigām! klasisko 7 segmentu displejus un draivera mikroshēmas es ļoti iesaku to noformēt ap 7 segmenta displeja datu lapu un draivera mikroshēmu. Jums būs jāpievērš liela uzmanība atšķirībai starp parasto katodu vai anodu. izmantotajai mikroshēmai būs jābūt lielai vai zemai atkarībā no izvēlētās gaismas diodes, un, kā paraugprakse, strāvas ierobežošanai tiek izmantoti 220 omi rezistori, ir zināma elastība, vienmēr vislabāk ir atsaukties uz datu lapu, neviens to patiesībā nedara. gudras atbildes visas ir datu lapā. Ja rodas šaubas, izlasiet to, cik vien iespējams.

2. darbība. Bloķēt diagrammu

Šī nākamā daļa ir tikai bloka diagrammas vizuāls attēls. Ir laba ideja to aplūkot, izstrādājot kaut ko, lai problēmu sagrieztu gabalos.

3. solis: laika bāze un shēmas

o-skala parāda, kā izlaidei vajadzētu izskatīties salīdzinājumā ar laika bāzi.

Šī shēma izmanto cd 4060 pieslēgtu, kā parādīts attēlā, lai iegūtu pilnu attēlu, skatiet PDF

mikroshēmas izmanto šajā ķēdē

• 3X CD4029
• 1X CD4081
• 1X CD4013
• 1X CD4060
• 1X CD4027
• 3X CD4543
• 21 X 220 omi REZISTORI
• 3 X 7 SEGEMNT LED displeji
• 37,788 KHZ KRISTĀLS
• 330K OHM RESISTOR
• 15M OHM REZISTORS
• 18x 10K 8 PIN RESITOR TĪKLS (IETEICAMS)
• DAUDZ HOOKUP WIRES, IZMANTOJOT MAIZES DĒLI
• DAUDZ maizes dēļu

IETEICAMĀS IEKĀRTAS

• SPĒKAS APGĀDE
• O-DARBĪBAS JOMA
• FUNKCIJU ĢENERATORS
• DAUDZMETRI
• PLIERS

IETEICAMĀ DIZAINA PROGRAMMATŪRA

• KICAD
• NImultisim