直流電源方向顯示器電路設(shè)計(jì)范文
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摘要：
本文設(shè)計(jì)的直流電源方向顯示器是利用三極管是否導(dǎo)通對(duì)外接的直流電源正負(fù)極進(jìn)行方向判斷，通過二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、四-十六線譯碼器譯碼后，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管按不同的方向依次點(diǎn)亮。當(dāng)電路中沒有外接直流電源時(shí)，則發(fā)光二極管將不發(fā)光。
關(guān)鍵詞：
直流電源；計(jì)數(shù)；譯碼；顯示
電流的形成是由于導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下，做有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)，但是習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉榱诵蜗笾庇^地表示出直流電源中電流的運(yùn)動(dòng)方向，本文設(shè)計(jì)了直流電源方向顯示器，可以對(duì)電路中是否外接直流電源以及直流電源方向進(jìn)行判斷并顯示。
1.電路框圖
直流電源方向顯示器電路是由電源電路、方向檢測(cè)和邏輯控制電路、閘門電路、計(jì)數(shù)電路、譯碼電路、顯示電路六部分組成。其原理框圖如圖1所示。
2.1電源電路
電源電路由變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路組成。在此設(shè)計(jì)中變壓電路采用220/18V的變壓器；整流電路是采用整流橋?qū)崿F(xiàn)，也可以采用四個(gè)整流二極管組成橋式整流（例如用1N4001）；濾波采用電容濾波實(shí)現(xiàn)；穩(wěn)壓電路是采用LM317三端集成穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中可輸出1.25～27V電壓，將輸出調(diào)節(jié)成5V直流電壓給各芯片供電即可。具體原理圖如圖2所示。
2.2方向檢測(cè)和邏輯控制電路
方向檢測(cè)電路主要由兩個(gè)NPN三極管9014組成，六反相器CD4069實(shí)現(xiàn)邏輯控制，原理圖如圖3所示。當(dāng)輸入模塊外接上正下負(fù)3V電池時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，Q2截止。電流經(jīng)Q1的發(fā)射結(jié)、R4電阻形成回路。Q1的集電結(jié)將低電平輸入到CD4069的1腳，2腳輸出高電平到CD4516芯片的第10腳，使=1；同時(shí)，2腳的高電平使二極管D1導(dǎo)通，CD4069的5腳輸入高電平，6腳輸出低電平到CD4516的5腳端，從而控制芯片CD4516進(jìn)行加計(jì)數(shù)。反之，當(dāng)輸入模塊外接上負(fù)下正的3V電池時(shí)，三極管Q2導(dǎo)通，Q1截止。電流經(jīng)Q2的發(fā)射結(jié)、R5電阻形成回路。Q2的集電極輸出低電平到CD4069的3腳，4腳輸出的高電平使二極管D2導(dǎo)通，5腳輸入為高電平，6腳輸出低電平到CD4516的5腳端；同時(shí)，由于Q1截止，集電極輸出高電平到CD4069的1腳，2腳輸出低電平，使=0，從而控制芯片CD4516進(jìn)行減計(jì)數(shù)。當(dāng)輸入模塊沒有外接直流電源時(shí)，三極管Q1、Q2均截止，方向檢測(cè)電路不工作。
2.3閘門電路
閘門電路由晶體振蕩器電路和分頻器電路組成，原理圖如圖4所示。晶體振蕩器電路采用32.768kHz石英晶體，通過CD4060內(nèi)部振蕩電路外加電阻構(gòu)成。分頻器由CD4060實(shí)現(xiàn)14分頻后從3腳輸出2Hz的脈沖信號(hào)。
2.4計(jì)數(shù)、譯碼和顯示電路
計(jì)數(shù)由二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器CD4516芯片完成，譯碼采用四—十六線譯碼器CD4514完成，顯示電路由發(fā)光二極管和電阻組成，原理圖如圖5所示。CD4516的功能表如表1所示，當(dāng)CD4516的5腳端、1腳EN端、9腳RD端均為低電平時(shí)，在15腳CP脈沖的上升沿作用下，=1，進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，=0時(shí)，進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。譯碼器CD4514的功能表如表2所示，當(dāng)CD4516為加計(jì)數(shù)時(shí)，即外接直流電源的方向?yàn)樯险仑?fù)時(shí)，譯碼器能夠從左向右依次驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光。顯示電路如圖5所示，由發(fā)光二極管和電阻組成。當(dāng)發(fā)光二極管的陽(yáng)極加高電平時(shí)，二極管發(fā)光；相反，發(fā)光二極管的陽(yáng)極加低電平時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光。
3.結(jié)論
本文介紹的直流電源方向顯示器的設(shè)計(jì)，可以鞏固數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識(shí)及增強(qiáng)理論知識(shí)的應(yīng)用能力，控制發(fā)光二極管依次發(fā)光的速度也可以用非門和電阻組成的閘門電路完成。計(jì)數(shù)和譯碼也可以采用其它的可逆計(jì)數(shù)器和譯碼器實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]卿太全,李蕭,郭明瓊.常用數(shù)字集成電路原理與應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2006.
[2]秦曾煌.電工學(xué)(第六版)下冊(cè)電子技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2004.
[3]劉麗華,劉明輝,方超.電網(wǎng)頻率顯示器的設(shè)計(jì)[J].電子制作,2016(Z1):5-7.
作者:劉麗華 胡健 霍平平 單位:北京電子科技職業(yè)學(xué)院電信工程學(xué)院