CMOS FREQUENCY COUNTER: 3 Mga Hakbang

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-23 15:12

Ito ay isang gabay na may kasamang mga PDF at larawan ng kung paano ko dinisenyo ang aking sariling counter ng Frequency para masaya sa labas ng discrete logic. Hindi ako magkakaroon ng buong detalye sa kung paano ko ginawa ang circuit boars o kung paano ito kawad ngunit ang mga iskema ay ginawa sa KICAD na isang libreng software na nagbibigay-daan sa iyo upang gawin ang iyong mga proyekto sa isang propesyonal na grade PCB. huwag mag-atubiling kopyahin o gamitin ang impormasyong ito bilang isang gabay sa sanggunian. ito ay isang mahusay na ehersisyo sa pag-aaral, nalaman kong ito ay isang nakagaganyak na paglalakbay at ganap na sakit ng ulo nang sabay ngunit ang proyektong ito ay gumagamit ng maraming kasanayang natutunan sa isang pangunahing kurso sa disenyo ng digital. marahil lahat ito ay magagawa sa isang micro controller at ilang panlabas na bahagi. pero ano ang saya diyan haha!

Hakbang 1: Pagdidisenyo ng isang Frequency Counter Gamit ang Discrete CMOS Logic Chips

Kaya bilang isang pagpapakilala, dinisenyo ko, nag-wire, at nasubukan ang circuit na ito. Ginawa ko ang karamihan sa gawain sa NI multisim at ginamit ang mga simulation upang idisenyo ang karamihan sa mga module. pagkatapos ng pagsubok sa multisim, pagkatapos ay itinayo ko ang test circuit sa mga piraso sa isang board ng tinapay, ito ay upang matiyak na ang bawat bahagi ay gumagana nang maayos, ito ay isang tunay na sakit ng ulo at kinuha ako halos isang linggo upang makuha ang unang kumpletong bersyon na tumatakbo. Sa susunod na hakbang isasama ko ang BOM (Bill of material) at isang block diagram ng disenyo at pagkatapos ay detalyado kung paano ito pinagsama. Hindi ako gumamit ng anumang mga eskematiko upang magawa ito, binasa ko lang ang mga sheet ng data para sa mga chipset at nagpatakbo ng mga simulation at sinubukan ang bawat maliit na tilad para sa wastong pagpapaandar. Nagtatampok ang proyektong ito ng 4 pangunahing mga konsepto na lahat ay nakatali sa panghuling pagpupulong na ibabalangkas sa mga block diagram. Ginamit ko ang mga bloke na ito upang ilarawan kung paano ito magiging maayos at dinisenyo.

1. Ang isang circuit ng Pice oscillator na may xtal (kristal) na oscillating na 37.788 kHz ay pinakain sa isang CD4060B (14-yugto na ripple ay nagdadala ng binary counter at frequency divider), nagreresulta ito sa isang 2Hz signal. Ang senyas na iyon ay ipinadala sa isang JK flip flop na naka-configure para sa toggle mode. Bawasan ito sa kalahati sa isang 1Hz square wave. ang signal ay pagkatapos ay ipinadala sa isa pang JK flip flop at nahahati sa 0.5Hz (1 segundo sa 1 segundo off). ito ang magiging tumpak na batayan ng oras upang mai-set up ang aming paganahin ang orasan upang "hiwain" ang isang segundo na sample ng papasok na dalas. Ito ay mahalagang isang hiwa ng mga pulso na kailangang mabilang para sa isang tagal ng isang segundo.
2. Kasabay na dekada na counter Ang kanilang dalawang pangunahing mga konsepto upang maunawaan tungkol sa kung paano mabibilang ang papasok na dalas. Ang papasok na signal ay kailangang isang square wave, at magkatugma din sa antas ng lohika ng mga chips. Gumamit ako ng isang generator ng pagpapaandar sa aking bench ng lab ngunit ang isa ay maaaring maitayo sa isang 555 timer at isang JK o D flip flop na naka-configure bilang isang frequency divider. ang pangalawang konsepto ay gumagamit ng 0.5Hz signal upang paganahin ang sinusukat na pulso upang lumabas sa isang AND gate para sa isang segundo na agwat. at hinaharangan ito kapag pumupunta ito sa lohika na LOW. ang pulso na ito ay lalabas sa gate AT at pumapasok sa mga counter ng dekada sa kahanay na orasan. gumana ang mga counter bilang magkasabay na mga counter at ginagamit ang isakatuparan at sa mga pagpapaandar na inilarawan sa data Sheet para sa CD4029.
3. I-reset Ang circuit ay kailangang i-reset bawat 2 segundo upang mai-sample ang dalas at hindi makakuha ng isang compounding na pagbabasa sa display. nais naming i-reset ang mga counter sa zero bago dumating ang susunod na hiwa o idaragdag ito sa nakaraang halaga. na hindi lahat nakakainteres! ginagawa namin ito Sa pamamagitan ng paggamit ng D flip flop wired upang pakain pabalik at inilalagay namin ang 0.5 Hz signal sa orasan na naka-putt sa Pre set na pinapagana ang mga pin ng mga dekadang counter. Itinatakda nito ang lahat ng mga counter sa zero sa loob ng dalawang segundo at pagkatapos ay magiging mataas para sa 2 segundo. simple ngunit epektibo hindi ito ay maaaring magawa sa isang flip flop ng JK ngunit nais kong ipakita ang dalawang paraan ng paggawa ng parehong bagay. Ito ay para sa kasiyahan at pag-aaral ng sarili kaya't huwag mag-atubiling lumihis!
4. LED SEGments Ang pinakamagandang bahagi ay nai-save para sa katapusan! ipinapakita ang klasikong segment na 7 at ang mga driver chips na lubos kong inirerekumenda na idisenyo ito sa paligid ng sheet ng data ng 7 segment na pagpapakita at ang driver chip. Kakailanganin mong bigyang pansin ang pagkakaiba sa pagitan ng karaniwang cathode o anode. ang ginamit kong maliit na tilad ay kailangang maging mataas o mababa depende sa mga LED na pinili mong gamitin at bilang mabuting kasanayan na 220 ohm resistors ay ginagamit upang limitahan ang kasalukuyang may ilang kakayahang umangkop na palaging pinakamahusay na mag-refer sa sheet ng data na wala talagang isang tao. matalino ang mga sagot lahat ng nakasalalay sa sheet ng Data. Kung may pagdududa basahin ito hangga't maaari.

Hakbang 2: I-block ang Diagram

Ang susunod na bahagi na ito ay isang visual lamang ng diagram ng Block. Magandang ideya na tingnan ito kapag nagdidisenyo ka ng isang bagay upang gupitin ang problema.

Hakbang 3: Batayan sa Oras at Mga Skematika

ipinapakita ng o-saklaw kung paano dapat magmukhang ang output kumpara sa batayan ng oras.

Ang circuit na ito ay gumagamit ng cd 4060 wired up tulad ng ipinakita sa larawan sumangguni sa PDF para sa buong larawan

ang ginagamit ng Chips sa circuit na ito ay

• 3X CD4029
• 1X CD4081
• 1X CD4013
• 1X CD4060
• 1X CD4027
• 3X CD4543
• 21 X 220 ohm RESISTORS
• 3 X 7 SEGEMNT LED DISPLAY
• 37.788 KHZ CRYSTAL
• 330K OHM RESISTOR
• 15M OHM RESISTOR
• 18x 10K 8 PIN RESITOR NETWORK (Inirekomenda)
• MADAMI NG HOOKUP WIRES KUNG Gumagamit NG BREAD BOARD
• MARAMING BREAD BOARDS

REKOMENDONG KAGAMITAN

• BENCH POWER SUPPLY
• O-SCOPE
• FUNCTION GENERATOR
• MULTI-METER
• PLIERS

Inirekomenda SOFTWARE NG DESIGN

• KICAD
• NImultisim