1、实验名称实验名称 正弦波发生、频率显示电路设计正弦波发生、频率显示电路设计 一：技术要求一：技术要求 掌握数电模电相关知识，741 运放的应用，稳压二极管、滑动变阻 器的接法，三极管相关引脚顺序，555 定时器构成单稳态定时器的方法 及运算，MC14553(三位 BCD 加法计数器)相关引脚，以及 CD4511（译 码器的应用）,以及面包板的使用。 二：设计方案：二：设计方案： 用 741 运放构成正弦波发生器，再波形变换成矩形波供计数器的工作， 555 定时器构成 1S 左右有效脉冲，脉冲期间显示译码器正常工作，无脉 冲则显示器置 000，如此循环。741 运算放大器与三极管构成 5V 电压
2、， 供其他芯片使能端使用。如下图： 图 1.实验电路组成框图 三：电路工作原理分析及仿真：三：电路工作原理分析及仿真： 1电路分析电路分析：计算原件参数：计算原件参数： 555 构成单稳态触发器： T=1.1RC =1.1*2M*0.47u=1.034s 正弦波频率 f=1/(2RC)=159Hz 限流电阻的选取： 设 三极管工作在放大区|Vce|=2V R=(6-2-2)/10=200 Rb=(2-0.7)/0.5=2.6K 三极管 =10/0.5=20 如图 正弦波 震荡器 波形变换 计 数 器 单稳态 定时 显示译码 超量程 指示 控制电路 第 1 页 2：部分电路仿真及图形：部分电路仿
3、真及图形 正弦波发生器正弦波发生器: 波形变换后： 第 2 页 四：四：电路的调试与测量：电路的调试与测量： 1 调试内容及方法：调试内容及方法： 模电部分：好12V 电压及接地线后 用万用测试 5V 电压源的数值 实验结果为 5.2V，在温差允许的范围内 用双踪示波器测量正弦波及方波的周期和峰值，结果如下图： 正弦波正弦波： T=2 6 2=24ms f=1/T=41.7Hz V=2 5=10V 第 3 页 方波方波： T=6 2=12ms f=1/T=83.4Hz V=3 1=3V 示波器显示 555 构成的单稳态定时器波形显示，基本 1S 跳动一次。在误差允许范围内。 数电部分：连接使能
4、端，接地线。计数脉冲及置灵脉冲开始试验： 2 存在问题存在问题 1.矩形脉冲没有显示，重新排查线路，发现输出端稳压二极管连接反了，及时更正。 2.有些简单电子元器件连接有错误，由于第一次连接面包板，经过几次更正后正常。 3.也是最大的问题，数码管显示的时候亮度特别低，有时甚至不亮，想到是不是 5V 电压源没有接触好，最后找到了一个断点，连接后亮度正常，但显示不正常，百位 数字变动的过快，明显超过了十位和各位，纠结了好久，没有答案。最后问老师， 可能位数的位置放置顺序不正确，查线，最后得到解决。正常显示。 面包板制作后入下图面包板制作后入下图： 实验结果显示如下图： 数值为 105Hz 与理论值
5、 85Hz 相比 虽然有差距，但可以接受。面包板布局还算 第 4 页 合理，比较清晰整洁。 实验结束 五：体会与心得：五：体会与心得： 通过这次课程设计，是我懂得了虽然谁小小的实验，但是还是出现了好多问题，使 我认识到理论和实践的差距是多么的大，比如和 TTL 门电路使能端电压的 不同，电路设计之前一定要进行基本排版的构想。线的布局上既要美观又要实用和 走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一纸空话。工作是一个团 队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。 六六 ：附录附录 所用器件 名称名称 参数参数 数量数量 滑动变阻器滑动变阻器 50K 2 个个 电阻：电阻： 1K 1 2K 2 22M 2 91K 1 200 7 0.47 K 1 10 K 3 2.7 K 3 电容电容 0.1uF 3 0.01uF 3 0.47uF 1 555 定时器定时器 1 741 芯片芯片 放大器放大器 3 CD4001 4 或非门或非门 1 第 5 页 MC14553 计数器计数器 1 CD4511 译码器译码器 1 稳压二极管稳压二极管 5V 2
