脈沖計數(shù)器簡介
計數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中用得較多的基本邏輯器件。計數(shù)器采用全自動貼片封裝工藝,具有很強的抗干擾能力,并具有多種輸出功能和控制功能,多種計數(shù)模式,廣泛運用于電力、石化、冶金、輕工、制藥、航空等諸多領(lǐng)域。
技術(shù)參數(shù)
1、 水表脈沖一般為干簧管信號,水表計數(shù)要防止抖動、不丟脈沖。在程序設(shè)計時,脈沖計數(shù)的優(yōu)先級要大于其他程序的優(yōu)先級。水表脈沖計數(shù)自動保存在模塊內(nèi)的存儲器里。
2、 水表計數(shù)模塊具有RS485自由通訊協(xié)議功能或者ModBus協(xié)議通訊功能,自由通訊協(xié)議應(yīng)該簡單明了,容易應(yīng)用。
3、 水表計數(shù)模塊供電電源分外部供電和電池供電,并且電路板上要有容量大一點的電容。外部供電為DC24V,當用外部供電時,電池停止供電;當外部供電中斷時,電池供電,當外部供電和電池供電都中斷后,電容供電。當外部供電或者電池供電中斷后,要有報警信號輸出。電池選用市場上的通用電池。
4、 計算機根據(jù)RS485通訊協(xié)議或者ModBus通訊協(xié)議能對模塊的地址進行更改、對模塊里的數(shù)據(jù)進行設(shè)置。并能讀出模塊的地址、計數(shù)數(shù)據(jù)、報警信息等。
5、 水表模塊的封裝應(yīng)防水、防潮、放靜電、防凍、防高溫,易于安裝、拆卸和維護。
6、 所有接線端子要至少能接0.5m2 線徑的RVV或BVR電纜。
用處
脈沖計數(shù)器當前應(yīng)用范圍主要有電表、水表、煤氣表以及光電等等;下面就依水表計數(shù)模塊簡要講述一下計數(shù)器的基本功能、操作方法及其技術(shù)參數(shù)等。
1、 水表脈沖自動計數(shù)功能。通訊時不妨礙計數(shù);
2、 具有RS485自由協(xié)議或ModBus協(xié)議通訊功能;
3、 斷電保持數(shù)據(jù)功能;
4、 通過計算機軟件對模塊內(nèi)的地址、數(shù)據(jù)寫功能和數(shù)據(jù)讀功能;
5、 故障診斷輸出功能;
6、 水表模塊一般安裝在現(xiàn)場,需要防水、防潮、防凍、防高溫。具有抗干擾能力;
脈沖計數(shù)器設(shè)計與分析
總體框圖及模塊設(shè)計
NE555定時器產(chǎn)生脈沖信號→ 施密特觸發(fā)器整形→ 計數(shù)器計數(shù) → 數(shù)字信號譯碼 → 數(shù)碼管顯示
CC40106由六個斯密特觸發(fā)器電路組成。每個電路均為在兩輸入端具有斯密 特觸發(fā)器功能的反相器。觸發(fā)器在信號的上升和下降沿的不同點開、關(guān)。上升電壓(V T+)和下降電壓(V T-)之差定義為滯后電壓。
切換時間波形:
74LS161是常用的四位二進制可預(yù)置的同步加法計數(shù)器
74LS161是常用的四位二進制可預(yù)置的同步加法計數(shù)器
管腳圖介紹:
時鐘CP和四個數(shù)據(jù)輸入端P0~P3
清零/MR
使能CEP,CET 置數(shù)PE
數(shù)據(jù)輸出端Q0~Q3
以及進位輸出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)
從74LS161功能表功能表中可以知道,當清零端CR=“0”,計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”,這個時候為異步復(fù)位功能。當CR=“1”且LD=“0”時,在CP信號上升沿作用后,74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3,D2,D1,D0的狀態(tài)一樣,為同步置數(shù)功能。而只有當CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后,計數(shù)器加1。74LS161還有一個進位輸出端CO,其邏輯關(guān)系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理應(yīng)用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能,一片74LS161可以組成16進制以下的任意進制分頻器
74LS47譯碼器原理:
譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。實現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器,它在這里與數(shù)碼管配合使用,表2列出了74LS47的真值表,表示出了它與數(shù)碼管之間的關(guān)系。
總體電路設(shè)計
系統(tǒng)測試,抗干擾及注意細節(jié)
1、NE555集成芯片三腳輸出波形需整形
2、電阻電容用精密電阻電容為了提高穩(wěn)定性和精度
3、波形整形用廉價的施密特觸發(fā)器
脈沖計數(shù)器設(shè)計結(jié)果分析論證
硬件調(diào)試
第一步:檢查電路中各個元件是否接的可靠、大小是否合理,特別是NE555必須接正確
第二步:在一切都正常的情況下,給電路上電,此時立即觸摸NE555是否發(fā)燙,若發(fā)燙應(yīng)立即斷電
第三步:若NE555沒有發(fā)燙,則說明NE555工作正常,這時開始實驗數(shù)據(jù)測試 。
第四步:通過示波器觀察NE555輸出的方波信號,觀察方波的失真情況。
第五步:失真的波形通過施密特觸發(fā)器進行整形,整形后的波形是沒有失真方波。
第六步:通過示波器觀察波形的幅值大小
第七步:通過示波器觀察波形的周期,計算出波形的頻率
第八步:通過數(shù)碼管觀察顯示數(shù)字
第九步:統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù)
第十步:斷電
結(jié)果分析得出結(jié)論
該電路產(chǎn)生一個方波,不過由于電子元器件的差別和電路硬件的原因,產(chǎn)生的這些波形和理論有些差距。
本次設(shè)計就是一種數(shù)字與模擬混合型的中規(guī)模集成電路555,外加電阻、電容等元件可以構(gòu)成多諧振蕩器。將原理圖讀懂,在元器件的選擇上要合理,焊接時細心不要焊錯或者虛焊的情況,就能將產(chǎn)品做好。
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