数字电子技术 教学课件 作者 胡祥青 何晖 第9章数字电子电路读图练习(修改翁2011)

9.1读图的基本步骤对于规模不大的数字电路系统，要读通和看懂其电路，大致可按下列方法和步骤进行。1.了解用途对于电子电路的线路图，只有在了解其用途的基础上对所列的各部分电路的功能和作用进行分析。2.找出通路数字电子电路中的信号可分为两大类。一类为被处理的数字信号，另一类是对电路功能及工作节拍时序进行控制的信号。因此，可以从传输所处理的信号连线和起控制作用的信号连线来找出其通路。第九章数字电子电路读图练习3.划出单元根据数字信号的传输和控制的途径，结合已学过的各种逻辑电路知识，划分出各部分功能的单元电路。4.画出框图将上述分析的各部分单元电路相应用框图 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。并在框图中标注功能名称，再根据信号通路在框图间加上连线、即构成总框图，体现总电路系统的功能。5.分析功能根据已学过的知识．由数字信号和控制信号通路次序．依次分析各框图中所列电路功能和作用。必要时，还应画出电路的工作时序图，以说明各信号在时间上先后的配合关系。以上的分折步骤仅作参考。9.2位数字电压表位数字电压表的电路原理框图如图9-1所示1.了解用途1.了解用途位数字电压表是定时对所检测的电压取样，然后通过模／数转换，用4位十进制数字显示被测模拟电压值，其最高位数码管只显示“+“-”号和指示0或1，因此称之为半位，其电压量程分为1.999V和199.9mv两挡。2.找出通路电路采用CCl4433CMOS双积分型A／D转换器。从双积分A/D转换器原理可知，在CCl4433电路上UX为被测电压，VREF为基准电压。VREF由MC1403提供。转换后输出数字量Q3～Q0，送入译码驱动器CC4511，驱动数码管显示数值。这是数字信号传输通路。另外从图上可找出控制信号通路，在CC14433上输出DS1～DS4，经MC1413再去控制数码管，而其最高位由Q3和电源控制。3.划出单元根据上述信号通路，大致可划分出以下几部分的单元电路，双积分A/D转换器、基准电压源、七段译码驱动电路、数码显示器、译码控制电路和显示控制电路。4.画出框图如图9-1所示。5.分析功能其工作过程：被测直流电压Ux经A/D转换后以动态扫描形式输出，数字量输出端Q0、Q1、Q2、Q3上的数字信号（8421码）按照时间先后顺序输出。位选信号DS1、DS2、DS3、DS4通过位选开关MC1413分别控制着千位、百位、十位和个位上的4只LED数码管的公共阴极。数字信号经七段译码器CC4511译码后，驱动4只LED数码管的各段阳极。这样就把A/D转换器按时间顺序输出的数据以扫描形式在4只数码管上依次显示出来。由于选通重复频率较高，工作时从高位到低位以每位每次约300μs的速率循环显示。即一个4位数的显示周期是1.2ms。（1）基准电压源MC1403MC1403是能隙基准电源通过内部晶体管电路正、负温度系数相互补偿，使其输出电压的温度系数近似为零。对输入电压Ui=4.5～5.5V范围内，输出电压Uo=2.5±0.025V，调节输出电位器，可获得所得基准电压VREF值。a）外形图b)接线图图9-2基准电压源MC1403（2）双积分A／D转换器CCl4433CC14433的外形和引脚排列及外接电路如图9-5所示。CCl4433电路采用双电源；VDD为+5V，VEE为-5V，VSS为电源地，VAG为VREF和UI的地，应与VSS相连。CLK1和CLK2端子外接电阻470KΩ，阻值大小可改变电路内部的时钟频率。基准电压VREF在上述量程下，分别调节到2V和200mV。CCl4433A／D转换器完成一次A／D转换周期约需16400个时钟脉冲。EOC为转换周期结束标志输出端。DU为更新显示输入控制端，DS1～DS4为位选信号控制端，分别是千位、百位、十位和个位数的选通信号。最高位Q3～Q0中的Q3定义为千位数的值，Q2定义为电压极性，Q0定义为是否超量程。Q1则不表示任何含义，（3）七段译码驱动器CC4511CC4511为8421BCD码七段译码驱动电路，将CCl4433的Q3～Q0的BCD码译成数码管a～g七段码，使LED数码管显示相应十进制数。（4）LED数码管LED数码管采用共阴极结构，由于其段码为a～g各管并接，只有当某位阳极为高电平时，才能使这一位数码管显示数值。（5）显示控制MC1413MC1413为七路达林顿(复合管)驱动电路，作为扫描显示控制器。其器件引脚排列和内部电路如图9-4所示。（5）显示控制MC1413MC1413为七路达林顿(复合管)驱动电路，作为扫描显示控制器。其器件引脚排列和内部电路如图9-4所示。a）引脚排列图b)内部电路图9-4MC1413七路达林顿驱动电路（6）译码控制器译码控制器是由CC4013的D触发器组成。用来过量程时控制译码驱动器进行报警显示。图9-5位数字电压表电路图9.3数字钟数字钟原理电路结构如图9-6所示，以下按上述步骤进行分析。1.了解用途能够按照标准的时间显示0-23时59分59秒的全部时间。2.找出通路从图9-6中，信号通路由晶体振荡器产生的脉冲信号32.768kHz ，经过3个16分频器74LS393和1个8分频的电路，输出1Hz的秒信号；秒信号经过两个由两个74LS160接成模60的计数器进行计数，产生分和时信号，再经过模24的计数器进行计数；控制通路主要是校时和校分电路，由防抖单脉冲产生器和门控电路组成。3.划出单元可划分出单元电路为：振荡电路；分频电路（秒信号的产生）；分、时信号的产生；校时电路；校分电路。4.画出框图通过上述几步分析，归纳出如图9-7所示电路框图。图9-6数字钟原理图图9-7数字钟原理方框图电路功能分析。（1）振荡电路由X2、U20A、U20B、R2、C1和U21A组成的晶体振荡器，其中X2是晶体，输出频率为32.768kHz。（2）分频电路（秒信号的产生）由晶振输出32.768kHz的信号，经过分频（32.768kHz/16/16/16/8=1Hz）的秒信号。所以，U16A、U17A、和U18A各接成16分频电路，而U19A接成8分频电路，电路输出信号为1Hz的秒信号。（3）分、时信号的产生由两个74LS160构成60进制的计数器，对秒信号进行计数，输出分信号；再由两个74LS160构成60进制的计数器对分信号进行计数，输出时信号；最后用模24计数器计数，使显示0-23时信号。注：两片74LS160先接成100进制后，再用归零法接成模60和模24的计数器。5.分析功能（4）校时电路由U26A和U27A等元件构成单脉冲去抖电路，送到U22A、U23A和U24A与非门控电路，校时手动开关每拨动一次，产生一个单脉冲，送到计时计数器，使显示跳一小时；其与非门电路既可接收校时的脉冲，又可接收时信号。（5）校分电路由U31A和U32A等元件构成单脉冲去抖电路，送到U28A、U29A和U30A与非门控电路，手动校分开关每拨动一次，产生一个单脉冲，送到计分计数器，使显示跳一分钟；其与非门电路既可接收校分的脉冲，又可接收分信号。（6）电路的难点本电路的秒、分和时，是由统一秒信号同步触发，预防误动。由于进位RCO和9的信号是同时出现，从而在个位数计9时，十位就开始计数，即出现计数类似为8、19、10、11的错码情况。这里利用功能端ET和EP错开一个脉冲，进行修正（如仿真图中，ＣLK端由秒信号同步控制，而进位信号控制ＥNＰ 和ＥNＴ端）。作业P238习题99.19.2