模拟·数字电路课程设计

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1、班级：电气1081姓名：学号：成绩：指导老师（签名）：第12页，共12页目录1设计概述……………………………………………………………..32设计方案与硬件设计概要……………………………………………..32.1详细设计方案（功能框架图）………………………………………………32.2硬件设计方案………………………………………………………………..5（1）电源模块……………………………………………………........…….5（2）频率发生器………………………………...……..……...........……......5（3）频率计…………………………………………….........……....

2、……...63实物演示结果…………………………………………………………74设计总结..............................................................................................8附：AT89S52程序代码（C语言）……………………………………….9AltiumDesigner6.9SCHFileAndPCBFile…………………….12第12页，共12页1设计概述：“模拟数字电路课程设计”是自动化专业的专业基础课--《模拟电路》和《数字电路及数字逻辑》的实践性教学环节，是对学生学习电子电路的综合性

3、训练。本设计主要分三个模块设计：①电源模块②频率发生器③频率计电源模块跟频率发生器模块运用的是模拟电路上的基础知识，而频率计模块运用的是数字电路基础知识，为了加强课外的学习能力，本设计还综合性的加上了单片机的内容，是基于AT89S52单片机开发的频率计。总体上，由电源模块将市电降压为运放UA741正常工作的+/-15伏电压跟AT89S52单片机工作电压+5伏。采用UA741运放产生方波跟三角波，再用单片机的定时/中断功能来计数频率，用数码管来显示频率结果。2设计方案：2.1详细设计方案：(功能框架图)电源模块（市电降压为+/-15V和+5V整流桥堆，LM337,LM317,7805）市电（

4、交流~220伏）频率发生器（UA741运放）频率计（双向总线发送器/接收器74LS2453线——8线译码器74LS138可编程逻辑芯片AT89S52）表1总体框架图第12页，共12页市电（~220V）2200UF电解电容滤波，LM317稳压输出正15伏3A整流桥堆整流出直流电压2200UF电解电容滤波，LM337稳压输出负15伏7805稳压输出正5伏表2电源模块示意框同相滞回比较器U1输出经限流电阻被双向稳压管箝位在+UZU1输出UO1=-UZ积分器U2反相积分，当输出UO2=UT2积分器U2正向积分，当UO2=UT1U1输出UO1=+UZ表3频率发生器AT89S52单片机上电电容充电，电

5、平至高复位晶振起振，单片机工作定时器0开始工作，定时1秒钟计数器1检测外部输入高电平数定时器0满数溢出，进入中断函数执行操作将计数器中数分离成十进制与权值结合74LS138函数表，用权值作为二进制地址码通过P0口选通数码管位选端结合74LS245真值表，选择芯片工作状态，实行总线并行传输两个四位共阴数码管显示频率表4频率计第12页，共12页2.2硬件设计方案：（1）电源模块：电源模块首先用~220V——+/-18伏E型变压器降压，经3A整流桥堆整流成单向直流脉冲电压，用一个2200UF大电解电容C9并联一个0.1UF瓷片电容C11来滤波，得到平滑的直流电压，在并联一个电阻与3mmLED串联

6、作为电源指示灯（3.9K电阻R11起到限流保护LED灯的作用）。考虑到需要电流的稳定性（与7812的性能区别），所以采用了LM317可调稳压器，通过调制R16跟R13电阻的阻值比来得到+15V的电压。为了得到一个相当稳定的电压，在输出端再并联一个去耦电容C5（防止尖峰电压冲击）。LM337工作电路与LM317工作电路基本相同，唯一区别的是LM337稳压后得到的是负电压也就是-15V。为了得到正负电压源，所以务必中端接地作为电压参考点。C3跟C1并联构成7805稳压器的输入滤波电路，C2是+5V输出电压的去耦电容。（2）频率发生器：第12页，共12页频率发生器如图所示，此电路由同相输入的滞回

7、比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut。Uo通过R4对电容C正向充电。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut，再增大，Uo从+Uz跃变为-Uz，于此同时Up从Ut跃变为-Ut。随后，Uo又通过R3对电容C反向充电，如图中虚线箭头所示。Un随时间