工业控制 | 能源技术 | 汽车电子 | 通信网络 | 安防监控 | 智能电网 | 移动手持 | 无线技术 | 家用电器 | 数字广播 | 消费电子 | 应用软件 | 其他方案

电路设计->光电电路图->其他光电实用电路图->DIY一款数字电路实验综合演示器

DIY一款数字电路实验综合演示器

作者:dolphin时间:2016-09-29

  此数字电路实验综合演示器的主要用途有:1.演示用NE555组成的多谐振荡器组成的频率调节等工作原理:2.演示用NE555组成的单稳态触发器的延时、定时作用:3.演示十进制计数器的计数过程,并用发光二极管指示进位脉冲;4.演示译码显示器的组成、原理及与两位十进制计数器的数值相对应的8421BCD码:5.演示利用红外线发射和接收技术对工厂流水线上的工件进行自动计数;6.演示半导体数码管的外型及使用。

  该演示器采用了多种计数触发方式,通过8只发光二极管与数码管的配合使用,能直观地观察到计数全过程,有助于分析理解二进制数向十进制数转换的过程,具有价廉易制作、多用途、操作方便、科学、直观、生动有趣的特点。

  一、制作电路及工作原理
  
  演示器电路主要由多谐振荡器、单稳态触发器、红外线发射和接收自动计数系统、二位十进制加法计数器、8421BCD码显示、二一十进制译码显示器等部分组成(见下图)。计数器设有三种时钟脉冲触发计数方式:1.单脉冲触发计数;2.连续脉冲触发计数;3.红外线单脉冲触发计数。

数字电路实验综合演示器方框图

  连续脉冲触发部分为一多谐振荡器,由NE555(ICl)定时器、Rl、RP、Cl等元件构成(见下图)。Rl、RP、Cl为定时元件,通过调节RP来改变触发脉冲频率,连续脉冲经VDI、Sl送到十进制加法计数器IC3的②脚。

  单脉冲触发部分为一单稳态触发器,由NE555(IC2)定时器、R2、R3、C2、S2等元件构成。R2、C2为定时元件,每按一下S2,单稳态触发器就产生一个矩形脉冲,单脉冲经VD2送到十进制加法计数器IC3的②脚。

  红外发射与接收单脉冲触发部分由单稳态触发器和红外发射与接收部分组成。在单稳态触发器的触发信号输入端②脚并接了两路输入,即红外发射接收电路和触发开关S2,用红外发射与接收电路产生的触发信号去触发单稳态触发器,从而得到单个矩形脉冲。红外发射与接收部分由Vl、R3、R4、R5及红外发射接收对管VD3和VD4等元件构成.利用工件将发射管发射的红外线遮挡使Vl工作在开关状态,VD3发射的红外线被VD4接收,使VD4的反向电阻减小,则Vl基极电位下降使Vl进入截止状态。若红外线被工件遮挡使VD4的反向电阻增大,则Vl基极电位升高使Vl进入饱和状态。每遮挡一次就产生一个触发脉冲,单稳态触发器就产生一个矩形脉冲,单脉冲经VD2送到十进制加法计数器IC3的②脚,实现对工件自动计数。

  计数器部分主要由R6、R7、R8、C3、S4、LED9、LED10、IC3、IC4等元件构成。两74LS160采用级连的方式组成两位十进制加法计数器,由74LS160的(11)~(14)脚输出8421BCD码;通过LED9,该信号是个位(lC3)向十位(IC4)进位的进位信号:LED10为计数脉冲指示灯,每输入一个脉冲至计数器,LED10都会闪亮一下;V2的作用是将进位信号反相:R8、C3的作用是保证演示器通电后自动清零,因为C3的端电压不能突变,通电后就能保证IC3、IC4的复位端为低电平,实现自动清零,S4为复位按钮。

  8421BCD码显示部分主要由R10~R17和IED1—LED8等元件构成R10-R17为限流电阻,LED1~LED8用来显示与两位十进制计数器的数值相对应的8421BCD码。

  译码显示部分主要由S3、R9、R18、R19、IC5、IC6和两只共阴极数码管组成,R18、R19为限流电阻。该部分能将两位十进制数相对应的8421BCD码转换成七段显示码,并驱动数码管显示两位十进制数;74LS248(IC5、IC6)的第③脚为灯测试输入端(低电平有效),按住S3,数码管显示数值88。

  由多谐振荡器产生的连续脉冲和单稳态触发器产生的单个脉冲分别通过一只二极管定向送给计数器IC3进行计数。

  二、制作材料
  
  145mm×95mm实验用万能电路板2块,十进制计数器74LS160x2、七段显示译码器/驱动器74LS248×2、定时器NE555×2,电阻:100Ω2只、240Ω10只、680Ω3只、22kΩ1只、51kΩ1只、l00kΩ2只、lMΩ电位器1只,电容2.2μF、4.7μF、l0μF、22μF/16V的各1只,红色高亮度LED10只,二极管(IN4007)2只,NPN低频三极管(9013)2只,红外发射与接收对管1对,按钮开关8mm×8mm×8mm带自锁按钮开关2只、轻触按钮开关3只,0.56英寸数码管共阴极红色2只,1号电池4节,实验用l号电池盒1个。

  三、制作方法
  
  1.将两块实验用万能电路板用AB胶粘合成双面板。

  2.按下图进行元件布局如右图所示。先安装好集成块、按钮开关和数码管等体积较大的元件,再安装其他元件。因电路连接线较多,需双面焊接。

  3.按右图所示,在电路板上的相关元件旁贴上白纸,写上有关文字说明。

  4.根据电路板的大小,用502胶水、AB胶和有机塑料板做个外壳,将电路板固定在壳内。

  四、使用方法
  
  1.按下S5接通电源,按S4,清零,数码管显示00;按S3,测试数码管的好坏,数码管显示88。

  2.连续脉冲触发计数:将S1闭合,计数器便在连续脉冲作用下,完成连续加法计数,调节RP可改变时钟脉冲频率。可借此演示用NE555组成的多谐振荡器及频率调节等工作原理。

  3.单脉冲触发计数:将Sl断开,每按一次S2,单稳态触发器就产生一个矩形单脉冲.计数器便会加1.完成单脉冲触发计数,可借此演示用NE555组成的单稳态触发器的作用。

  4.模拟工厂流水线计数系统:将一物件从红外发射接收对管间通过,遮挡一下红外线,单稳态触发器就产生一个单脉冲,计数器加l,完成对工件的计数。

  5.演示8421BCD码及数码管:计数器计数时,数码管能直观地显示两位十进制数,LED1~LED8D8则显示与之对应的8421BCD码.LED10为计数脉冲指示灯.LED9为进位脉冲指示灯。

  注:当电路供电电压为SV—6V时,整机电流约为80mA~ll0mA。整机功率约0.5W。若数码管亮而不能计数,故障原因一般是供电电压偏低,更换电池即可;若供电电压低于4V,则电路不能正常工作。

数字电路实验综合演示器电路



评论

技术专区