PENGHITUNG FREKUENSI CMOS: 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Ini panduan dengan PDF dan foto yang disertakan tentang bagaimana saya merancang penghitung Frekuensi saya sendiri untuk bersenang-senang di luar logika diskrit. Saya tidak akan membahas secara rinci bagaimana saya membuat babi hutan atau cara memasangnya tetapi skemanya dibuat di KICAD yang merupakan perangkat lunak gratis yang memungkinkan Anda membuat proyek Anda pada PCB kelas profesional. jangan ragu untuk menyalin atau menggunakan informasi ini sebagai panduan referensi. ini adalah latihan pembelajaran yang baik, saya merasa ini merupakan perjalanan yang mengasyikkan dan sakit kepala mutlak pada saat yang sama, tetapi proyek ini menggunakan banyak keterampilan yang dipelajari dalam kursus desain digital dasar. ini mungkin semua bisa dilakukan dengan satu pengontrol mikro dan beberapa bagian eksternal. tapi apa yang menyenangkan dalam hal itu haha!

Langkah 1: Merancang Penghitung Frekuensi Menggunakan Chip Logika CMOS Diskrit

Jadi sebagai pengantar, saya merancang, menghubungkan, dan menguji sirkuit ini. Saya melakukan sebagian besar pekerjaan di NI multisim dan menggunakan simulasi untuk merancang sebagian besar modul. setelah pengujian di multisim, saya kemudian membangun rangkaian uji dalam potongan-potongan ke papan roti, ini untuk memastikan setiap bagian bekerja dengan baik, ini benar-benar sakit kepala dan saya membutuhkan waktu hampir seminggu untuk menjalankan versi lengkap pertama. Pada langkah berikutnya saya akan menyertakan BOM (Bill of material) dan diagram blok desain dan kemudian menjelaskan secara rinci bagaimana itu disatukan. Saya tidak menggunakan skema untuk membuat ini, saya hanya membaca lembar data untuk chipset dan menjalankan simulasi dan menguji setiap chip untuk fungsi yang tepat. Proyek ini menampilkan 4 konsep utama yang semuanya diikat menjadi satu dalam perakitan akhir yang akan diuraikan dalam diagram blok. Saya menggunakan blok-blok ini untuk menggambarkan bagaimana semuanya akan diatur dan dirancang.

1. Modul waktuSebuah rangkaian osilator Pierce dengan xtal (kristal) berosilasi pada 37,788 kHz dimasukkan ke dalam CD4060B (penghitung biner pembawa riak 14 tahap dan pembagi frekuensi), ini menghasilkan sinyal 2Hz. Sinyal itu kemudian dikirim ke flip flop JK yang dikonfigurasi untuk mode sakelar. Ini akan menguranginya menjadi setengah menjadi gelombang persegi 1Hz. sinyal kemudian dikirim ke flip flop JK lain dan dibagi menjadi 0,5Hz (1 detik pada 1 detik mati). ini akan menjadi basis waktu yang tepat untuk mengatur jam aktif kami untuk "mengiris" sampel satu detik dari frekuensi yang masuk. Ini pada dasarnya adalah sepotong pulsa yang perlu dihitung selama satu detik.
2. Penghitung dekade sinkron Mereka adalah dua konsep utama yang harus dipahami tentang bagaimana frekuensi masuk dihitung. Sinyal yang masuk harus berupa gelombang persegi, dan juga kompatibel dengan level logika chip. Saya menggunakan generator fungsi di bangku lab saya tetapi satu dapat dibangun dengan timer 555 dan flip flop JK atau D yang dikonfigurasi sebagai pembagi frekuensi. konsep kedua menggunakan sinyal 0,5Hz untuk memungkinkan pulsa terukur keluar dari gerbang AND selama interval satu detik. dan memblokirnya saat logika LOW. pulsa ini keluar dari gerbang AND dan memasuki penghitung dekade pada jam paralel. pencacah berfungsi sebagai pencacah sinkron dan menggunakan pelaksanaan dan dalam fungsi yang dijelaskan dalam Lembar data untuk CD4029.
3. Atur Ulang Sirkuit perlu diatur ulang setiap 2 detik untuk mengambil sampel frekuensi dan tidak mendapatkan pembacaan peracikan pada layar. kami ingin mengatur ulang penghitung ke nol sebelum potongan berikutnya masuk atau itu akan menambah nilai sebelumnya. yang tidak terlalu menarik! kami melakukan ini Dengan menggunakan kabel D flip flop untuk memberi umpan balik dan kami mencatat sinyal 0,5 Hz ke dalam jam yang dimasukkan ke dalam pin aktifkan Pre set dari penghitung dekade. ini mengatur semua penghitung ke nol selama dua detik dan kemudian menjadi tinggi selama 2 detik. sederhana tapi tidak efektif ini juga bisa dilakukan dengan JK flip flop tapi saya ingin menunjukkan dua cara untuk melakukan hal yang sama. Ini semua untuk bersenang-senang dan belajar mandiri jadi jangan ragu untuk menyimpang!
4. SEGMEN LED Bagian terbaik disimpan sampai akhir! tampilan 7 segmen Klasik dan chip driver Saya sangat menyarankan untuk mendesain ini di sekitar lembar data tampilan 7 segmen dan chip driver. Anda harus memperhatikan perbedaan antara katoda umum atau anoda. chip yang saya gunakan harus tinggi atau rendah tergantung pada LED yang Anda pilih untuk digunakan dan sebagai praktik yang baik, resistor 220 ohm digunakan untuk membatasi arus, ada beberapa fleksibilitas, selalu yang terbaik untuk merujuk ke lembar data tidak ada yang benar-benar seperti itu pintar jawabannya semua terletak di lembar data. Jika ragu, bacalah sebanyak yang Anda bisa.

Langkah 2: Blok Diagram

Bagian selanjutnya ini hanyalah visual dari diagram Blok. Ini adalah ide yang baik untuk melihat ini ketika Anda sedang merancang sesuatu untuk memotong masalah menjadi beberapa bagian.

Langkah 3: Basis Waktu dan Skema

o-scope menunjukkan bagaimana output akan terlihat dibandingkan dengan basis waktu.

Sirkuit ini menggunakan kabel cd 4060 seperti yang ditunjukkan pada gambar, lihat PDF untuk gambar lengkap

Chip yang digunakan dalam rangkaian ini adalah

• 3X CD4029
• 1X CD4081
• 1X CD4013
• 1X CD4060
• 1X CD4027
• 3X CD4543
• RESISTOR 21 X 220 ohm
• TAMPILAN LED SEGEM 3 X 7
• KRISTAL 37.788 KHz
• 330K OHM RESISTOR
• 15M OHM RESISTOR
• 18x 10K 8 PIN RESITOR JARINGAN (DIREKOMENDASIKAN)
• BANYAK KABEL HOOKUP JIKA MENGGUNAKAN PAPAN ROTI
• BANYAK PAPAN ROTI

PERALATAN YANG DIREKOMENDASIKAN

• TENAGA TENAGA BANGKU
• RUANG LINGKUP
• PEMBANGKIT FUNGSI
• MULTIMETER
• TANG

PERANGKAT LUNAK DESAIN YANG DIREKOMENDASIKAN

• KICAD
• NImultisim