频率可调方波发生器
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频率可调的方波发生器及频率显示器设计
学院：电子信息工程学院
专业：通信工程
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目录
1.引言 ............................................................................................................................................... 3
2.电路元件结构及工作原理 ............................................................................................................ 3
2.1 555定时器 .......................................................................................................................... 3
2.2 74ls160同步计数器 ........................................................................................................... 5
2.3 74ls175 4位寄存器 ............................................................................................................ 6
3.电路工作原理仿真 ........................................................................................................................ 6
3.1频率可调555方波发生器 ................................................................................................. 6
3.2频率计数器 ......................................................................................................................... 8
3.3可显示频率的方波发生器 ................................................................................................. 9
4.电路的测试结果误差分析 .......................................................................................................... 10
5.其它类型的方波发生器 .............................................................................................................. 10
6.课程设计设计总结 ...................................................................................................................... 12
7.参考文献...................................................................................................................................... 13
频率可调的方波发生器及频率显示器设计
摘要：通过555定时器进行函数发生器的设计,电路简单,成本低廉，稳定性好，精度高。根据有关理论原理进行电路参数的计算和选取,借助Multisim进行电路创建,波形仿真，设计频率可调，步进10Hz的简易方波发生器,并且能用三位十进制数显示频率。对有关问题进行了分析讨论。
关键词: 555定时器 函数发生器 波形仿真
The adjustable frequency square wave generator and
frequency display design
Abstract:Using the 555 timer to design function generator , the
circuit is simple,the cost is low, the function generator combines good
stability and high precision. According to the principle of the theory
of circuit parameter calculation and selection, use Multisim to create
circuit, waveform simulation, design of adjustable frequency, simple
step 10 hz square-wave generator, and can use the three decimal number
to display frequency. Analyses the related problems are discussed.
Keywords: 555 timer;function generator;waveform simulation
1.引言
基本的函数发生器用来产生正弦波、方波、三角波三种电压波形,其电路构成形式多种多样,有全部采用分立元件的（非门振荡),也可由运放级联构成,也有专用的集成电路直接得到(如片集成电路函数发生器ICL8038),或通过单片机串口输出方波。本文通过555定时器,外加一些RC电路,设计得到能直接产生频率可调的方波发生器。
2.电路元件结构及工作原理
2.1 555定时器
555 定时器内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 SR 触发器，
一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3
。555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制
SR 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC /3，C2的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3则比较器C2的输出为0可使SR触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2/3VCC，同时TR端的电压大于VCC /3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将SR触发器置0，使输出为0电平。
它的各个引脚功能如下：
1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
3脚：输出端Vo
2脚：低触发端
6脚：TH高触发端
4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
2.2 74ls160同步计数器
74ls161功能表
从功能表的第一行可知，当CR＝0（输入低电平），则不管其他输入端（包括CP端）状态如何，四个数据输出端QA、QB、QC、QD全部清零。由于这一清零操作不需要时钟脉冲CP配合（即不管CP是什么状态都行），所以CR为异步清零端，且低电平有效，也可以说该计数器具有“异步清零”功能。
从功能表的第二行可知，当CR＝1且LD＝0时，时钟脉冲CP上升沿到达，四个数据输出端QA、QB、QC、QD同时分别接收并行数据输入信号a、b、c、d。由于这个置数操作必须有CP上升沿配合，并与CP上升沿同步，所以称那么该芯片具有“同步置数”功能。
从功能表的第三行可知，当LD＝CR＝1，CTr＝CTp＝1时，则对计数脉冲CP实现同步十进制加计数；而从功能表的第四行又知道，当CR＝LD＝1时，只要CTr和ENP中有一个为0，则不管CP状态如何（包括上升沿），计数器所有数据输出都保持原状态不变。因此，CTr和CTp应该为计数控制端，当它们同时为1时，计数器执行正常同步计数功能；而当它们有一个为0时，计数器执行保持功能。
另外，进位输出QCC= CTr·Q0·Q1·Q2·Q3表明，进位输出端仅当计数控制端CTr＝1且计数器状态为15时它才为1，否则为0
2.3 74ls175 4位寄存器
当CR＝0（输入低电平）时，输出端异步清零。
当CR＝1（输入高电平）时，在CP上升沿作用下，将输入端D0~D3送入触发器输出端锁存，在CP非上升沿情况下，输出端与输入端D0~D3无关
