5位頻率計(jì)數(shù)器電路分享

該數(shù)字頻率計(jì)數(shù)器將通過(guò) 5 位共陰極顯示模塊直接讀取施加在其輸入端的頻率。

緊湊型頻率計(jì)數(shù)器可用于準(zhǔn)確計(jì)算來(lái)自任何預(yù)期來(lái)源的頻率或脈沖。

主要用途

它還可用于通過(guò)使用相應(yīng)的秒表檢查數(shù)字頻率讀數(shù)來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的 RPM。1 分鐘后顯示屏上的讀數(shù)將為用戶提供源的 RPM 值。

該數(shù)字脈沖計(jì)數(shù)器的另一個(gè)有用用途是測(cè)量逆變器的頻率，或檢查逆變器振蕩器的正常工作情況。

該項(xiàng)目還可以應(yīng)用于延遲定時(shí)器電路，用于測(cè)量延遲ON或延遲OFF輸出脈沖以及輸出所需的時(shí)間，以正確設(shè)置定時(shí)分量值。

關(guān)于IC 4033

IC 4033 由一個(gè) 5 級(jí)約翰遜十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)輸出解碼器組成，該解碼器旨在將約翰遜碼轉(zhuǎn)換為 7 段解碼輸出。

該解碼輸出用于驅(qū)動(dòng)數(shù)字顯示模塊的單級(jí)。該IC特別適用于要求低功耗和緊湊性的顯示程序。

RESET引腳上的高邏輯將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器恢復(fù)到其初始零顯示位置。當(dāng)時(shí)鐘抑制信號(hào)以低邏輯電源提供時(shí)，計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)為響應(yīng)正時(shí)鐘頻率輸入移動(dòng)單個(gè)計(jì)數(shù)。

一旦使用高電平邏輯輸入施加時(shí)鐘抑制，就可以防止和停止通過(guò)時(shí)鐘軌進(jìn)行的計(jì)數(shù)器級(jí)數(shù)。

時(shí)鐘抑制邏輯輸入可用作負(fù)邊沿時(shí)鐘，以防時(shí)鐘線以邏輯高電平施加。JOHNSON 計(jì)數(shù)器內(nèi)提供防鎖門(mén)控，可確保計(jì)數(shù)過(guò)程的正確排序。

CARRY-OUT （Cout） 信號(hào)每十個(gè)時(shí)鐘輸入周期完成一個(gè)周期，并用于在數(shù)十年計(jì)數(shù)鏈中立即為下一個(gè)上升十年提供時(shí)鐘。

七個(gè)解碼輸出（a、b、c、d、e、f、g）點(diǎn)亮了 7 段顯示模塊中的相應(yīng)部分，用于尋址十進(jìn)制數(shù)字 0 到 9。

電路工作

下面討論的 5 位頻率計(jì)數(shù)器電路由 5 個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 IC（IC1 至 IC5）及其互補(bǔ)的 7 段顯示器（DIS1 至 DIS5）制成。

本項(xiàng)目使用的IC為IC 4033，顯示器為7段共陰極NTE3056或類(lèi)似器件。

建議的5位頻率脈沖計(jì)數(shù)器的完整原理圖如下所示。

該設(shè)計(jì)基本上是5個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器級(jí)的重復(fù)，由IC1和DIS1組成，以順序級(jí)聯(lián)的形式。

必須注意的是，DIS2 是唯一具有活動(dòng)小數(shù)點(diǎn)的顯示模塊。一旦電路電源接通，該小數(shù)點(diǎn)就會(huì)亮起。

需要在7段顯示器上計(jì)數(shù)和顯示的頻率或脈沖施加到IC1的引腳#1上。

一旦應(yīng)用頻率，顯示屏就開(kāi)始顯示頻率的經(jīng)過(guò)脈沖數(shù)。

如果移除頻率輸入，顯示屏上的計(jì)數(shù)將被鎖定并保持可用，直到按下開(kāi)關(guān) S1，或者電源關(guān)閉并再次打開(kāi)。

5位頻率計(jì)數(shù)器的PCB設(shè)計(jì)

下圖顯示了 5 位頻率計(jì)數(shù)器電路的軌道側(cè) PCB 布局。

10 MHz 數(shù)字頻率計(jì)

圖1顯示了10 MHz數(shù)字頻率計(jì)數(shù)器的電路圖。該電路包括一個(gè) ICM7208 七倍頻程計(jì)數(shù)器 （U1）、一個(gè) ICM7207A 振蕩器控制器 （U2）

和一個(gè) CA3130 biFET 運(yùn)算放大器 （U3）。IC U1用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后將其解碼為7段結(jié)構(gòu)。它還用于生成驅(qū)動(dòng) 7 位 LED

顯示屏的輸出信號(hào)。

IC U2 接線為 U1 提供定時(shí)時(shí)鐘，而 U3 處理輸入信號(hào)以提供適合 U1 輸入的波形。來(lái)自 5.24288 MHz 晶體的頻率除以 U2，在

U2 的引腳 12 處產(chǎn)生 1280 MHz

多路復(fù)用信號(hào)。該信號(hào)施加到U1引腳16的輸入端，用于連續(xù)掃描顯示數(shù)字。每個(gè)數(shù)字的陰極每秒重復(fù)切換到地，觸發(fā)由于U1解碼而陽(yáng)極較高的數(shù)字的任何段。

來(lái)自晶體的頻率另外被分割，以在U2的引腳2上產(chǎn)生一個(gè)短的“存儲(chǔ)”脈沖，然后在U2的引腳14上產(chǎn)生一個(gè)短暫的“復(fù)位”脈沖（大約0.4毫秒后）。脈沖頻率由U2的引腳11的狀態(tài)確定。

一旦 U2 引腳 11 通過(guò) S1 切換到地，脈沖每 2 秒重復(fù)一次，導(dǎo)致 U2 引腳 13

變?yōu)楦唠娖揭幻腌?。這會(huì)阻止進(jìn)一步的輸入信號(hào)進(jìn)入U(xiǎn)1。這導(dǎo)致內(nèi)部計(jì)數(shù)器中U1的鎖存計(jì)數(shù)被發(fā)送到顯示模塊。IC

U2的引腳13隨后變?yōu)榈碗娖揭幻腌?，允許將新的計(jì)數(shù)插入U(xiǎn)1的七倍頻程計(jì)數(shù)器中。

重復(fù)該時(shí)間段，每 2

秒連續(xù)更換一次顯示。當(dāng)U2的引腳11切換到正電壓（+5V）時(shí)，“存儲(chǔ)”和“復(fù)位”脈沖開(kāi)始在0.2秒的時(shí)間段發(fā)生，從而產(chǎn)生0.1秒的計(jì)數(shù)時(shí)間段。它需要對(duì) 10

個(gè)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，以確保第一個(gè)數(shù)字 D1 上出現(xiàn)“1”，因此測(cè)試的頻率顯然比 7 段模塊上顯示的頻率大 10 倍。在此設(shè)置中，小數(shù)點(diǎn)由 R1

提供支持，并在視覺(jué)上表明已應(yīng)用 0.- 秒計(jì)數(shù)周期。

測(cè)試

為了快速測(cè)試10 MHz數(shù)字頻率計(jì)數(shù)器電路的工作，請(qǐng)應(yīng)用可以低于100 Hz的采樣頻率。

按照第一個(gè)電路Doagram中顯示的虛線，放置一個(gè)瞬時(shí)跳線將U1引腳7、23或27與+ 5V連接起來(lái)。之后的 IC U1 實(shí)現(xiàn)大于 D2

的所有數(shù)字的計(jì)數(shù)。U2的數(shù)據(jù)表示C1可以是微調(diào)器或可變電容器。話雖如此，22

pF固定盤(pán)式電容器在大多數(shù)應(yīng)用中都能很好地工作，并提供高達(dá).005%的精度。

首先將范圍開(kāi)關(guān)設(shè)置為“1秒”，實(shí)現(xiàn)從U2引腳12到U3輸入的多路復(fù)用頻率，并微調(diào)微調(diào)器以獲得1280 Hz的讀數(shù)。

測(cè)量頻率

當(dāng) S1 定位在 1 秒模式時(shí)，計(jì)數(shù)范圍在 1 Hz 到 1 MHz

之間，這將提供來(lái)自顯示器的直接讀數(shù)。如果將S1移動(dòng)到0.1秒的位置，則測(cè)量范圍增加到10 Hz至10 MHz。結(jié)果顯示在顯示屏上的數(shù)字是被測(cè)頻率的 1/10（1

kHz 顯示為 100）。

如果您嘗試測(cè)量新頻率，第一個(gè)讀數(shù)將變?yōu)橄惹版i定在計(jì)數(shù)器中的頻率。

您必須等待 2 個(gè)或更高的計(jì)數(shù)間隔，以使電路穩(wěn)定在新應(yīng)用的頻率附近。

或者，您可以嘗試按下 RESET 開(kāi)關(guān) （S2），直到顯示屏顯示“00”，然后您可以松開(kāi)開(kāi)關(guān)。