面包板实验报告.docx

面包板实验报告.docx面包板实验报告江南大学物联网工程学院电子技术课程设计实验报告实验名称:正弦波发生、频率显示电路设计专业班级:自动化1205实验时间:学生姓名:学号:同实验者:实验成绩:一、课题名:正弦波发生、频率测量显示电路 2二、 设 计任务和要求 2三、设计方案及参考电路 2系统框图 2、管 脚图 2、单元电路设计与元器件的选择 3+5V路 3正弦波发生及波形变换电路 3单稳态定 时电路 4频率计数 显示电路 ••••5超且 工口里 fe指示电路•…...11控制电路•…・・114 、总电路图 12的调试与测量 131 、 调试内容及步骤: 132 、调试成功后的实物图: 133、调试中存在的问题及其解决方法: 15五、、所用的相关器件清单: ...16一、 课题名:正弦波发生、频率测量显示电路二、 设计任务和要求正弦波振荡频率100〜1000Hz,输出信号幅度5±5%V;用3位数码管显示振荡频率;能自动连续测量、显示频率,测量周期为4S;用中规模集成电路实现三、设计方案及参考电路1、系统框图图1正弦波发生电路组成框图正弦波发生及频率显示电路的框图如图1所示,它由正弦波振荡器及波形变换电路、5V电源电路、单稳态定时电路、计数器、译码显示电路、超量程指示电路和控制电路七部分组成。1、正弦波发生及波形变换电路是由RC桥式正弦波振荡电路和电压比较器组合而成的。2、5V电源电路是主要利用三极管特性与运算放大器组合制作的3、1s定时电路是利用555定时器构成单稳态触发器来定时。4、 计数器设计为三位十进制计数器,釆用MCI4553三位BCD加法计数器。5、 显示译码电路选用CD4511显示译码器,利用三极管驱动数码管,把计数器计到的脉冲数用十进制数字显示岀来。6、 超量程指示电路是由或非门构成的一个基本RS触发器。7、 控制电路实际上是一低频信号发生器,根据数字式电容计的工作原理来设计,采用CD4001芯片。2、 管脚图图2总电路图草稿设计3、 单元电路设计与元器件的选择+5V电源电路参考电路中所用芯片有±12和+5V几种,+5V电源可由+12V电源降压获取,电路如图3所示。图3+5V电源电路正弦波发生及波形变换电路因振荡频率要求不高,故采用RC文氏振荡器。考虑到要数字显示振荡频率,需对正弦波进行波形变换以便计数。正弦波发生及波形变换电路如图4所示。图4正弦波发生及波形变换电路RC桥式正弦波振荡电路以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络,以电压串联负反馈电路为放大环节,具有振荡频率稳定、带负载能力强、输出电压失真小等优点。波形变换电路用电压比较器来实现正弦波到方波的变换。电路要产生正弦波需满足起振条件和幅值条件Au=$3,即Rf22Rl=4kQ,调节电位器Rf使之略大于4kQ;RC桥式电路中应调节电位器R2,使R2=R=10kQo单稳态定时电路为了便于测量换算,设计一个1S定时电路,在该定时范围内所测得的脉冲个数即为振荡频率。定时电路及单稳态输岀波形如图5所示。图51s定时电路实验1闪烁LED灯1、实验器件LED灯:1个220Q的电阻:1个多彩面包板实验跳线:若干1) 面包板介绍套件中包含的面包板可以配合Arduino各种型号的ProtoShield,自带双面粘胶,可以粘贴到各种开发板、扩展板上,也可粘贴到各种轮式机器人或履带式机器人基板上实现个性化功能调试,体积小巧,仅有45mmX35mm大小,是Arduino互动媒体爱好者、机器人发烧友、电子爱好者和电子工程师必备用品。它一共具有170个插孔,10行17列。以中间的长槽为界分成上、下两部分,每一部分都是5行17列。在每一部分中的每一列有5个插孔,这5个插孔的底部是一个金属簧片,因此插入这5个孔内的导线就被金属簧片连接在一起,每列的5个孔是连通的,而每一行的17个孔是不通的。2) 发光二极管介绍发光二极管简称为LEDo由镣与碑、磷的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管,在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。磷碑化镣二极管发红光,磷化掾二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算:R=/I;式中E为电源电压,VF为LED的正向压降,