عنوان : طراحی و شبیه سازی مدار فرکانس متر دیجیتال در نرم افزار Proteus ( گزارش پروژه آزمایشگاه مدار منطقی )
مشخصات فرکانس متر خواسته شده :
– ۱Hz تا ۴۰۰۰Hz
– دقت ۱Hz
– نمایش خروجی بر روی نمایشگر سون سگمنت
تعریف فرکانس :
تعداد نوسانات یک پالس متناوب با دوره تناوب T در واحد زمان که از رابطه f = 1 / T بدست می آید .
نحوه کار مدار فرکانس متر :
با توجه به تعریف فرکانس ، برای بدست آوردن فرکانس یک پالس کافی است تا تعداد پالس های آن را در طول زمان یک ثانیه بشماریم . بنابراین ابتدا باید یک ثانیه را در داخل مدار بوجود بیاوریم و سپس پالس ورودی را به اندازه یک ثانیه شمارش کنیم . شمارنده در هر ثانیه آپدیت شده و فرکانس پالس ورودی را نشان می دهد . بعد از شمارش به اندازه یک ثانیه ، عدد خروجی را ذخیره کرده و یک ثانیه دیگر صبر میکنیم تا عدد خروجی قابل مشاهده گردد و سپس دوباره پالس ورودی را شمارش میکنیم و دوباره آن را نمایش می دهیم …
با توجه به گفته های فوق طراحی مدار خواسته شده دارای مراحل زیر است :
مرحله اول : ایجاد یک ثانیه
در این مرحله باید یک ثانیه دقیق ایجاد شود . لزوم دقیق بودن این مرحله از آن جهت است که میخواهیم فرکانس متر ما دارای دقت بالا باشد . برای ایجاد دقیق یک ثانیه میتوان از آی سی ۵۵۵ یا آی سی ۴۰۶۰ استفاده نمود .
مرحله دوم : شمارش پالس ورودی
در ادامه طراحی مدار فرکانس متر دیجیتال ، توسط یک شمارنده پالس ورودی در طول مدت یک ثانیه باید شمارش شود . برای این منظور آی سی های شمارنده زیادی از نوع TTL یا CMOS وجود دارند . به علت اینکه میخواهیم دقت فرکانس متر ما بالاتر باشد از آی سی های قدرتمند و سریع CMOS بهتر است استفاده شود .
مرحله سوم : قرار دادن ۴ عدد D فلیپ فلاپ برای ذخیره دیتا
قرار دادن D-FlipFlop در مدار به خاطر آن است که در لحظه پایان شمارش عددی که شمارنده نشان می دهد را در خود ذخیره نماید تا بر روی نمایشگر سون سگمنت نشان داده شود بنابراین باید فلیپ فلاپ با لبه پایین رونده کار کند تا درست در لحظه اتمام شمارش خروجی شمارنده ها را ذخیره نماید . اگر این قسمت را در مدار قرار ندهیم نمایشگر یک ثانیه میشمارد و یک ثانیه بعدی به جای نشان دادن عدد شمارش شده صفر می شود .
مرحله چهارم : تبدیل عدد خوانده شده از شمارنده به کد های ۷-segment
در این مرحله میتوان از آی سی ۷۴۴۸ از سری TTL یا آی سی ۴۰۵۶ از سری CMOS برای تبدیل عدد خروجی شمارنده به کد قابل نمایش بر روی سون سگمنت استفاده نمود .
مرحله پنجم : نمایش روی سون سگمنت
در این مرحله از سون سگمنت های کاتد مشترک استفاده خواهیم کرد.
مرحله آخر : جمع بندی مدار اصلی
در مدار اصلی ابتدا پالس مرجع یک ثانیه تولید شده و به پایه RESET شمارنده های سیگنال ورودی ( سیگنالی که میخواهیم فرکانس آن را نمایش دهیم ) و کلاک D-FlipFlop ها وصل می شود سپس از خروجی شمارنده ها به ورودی D فلیپ فلاپ و از خروجی آن به آی سی تبدیل به کد سون سگمنت و از آنجا سون سگمنت ها میرود .
نکته آخر : این مدار تنها پالس های مربعی را میشمارد . برای اینکه این مدار کلیه پالسها را بشمارد باید چند المان به مدار اضافه شود . اولین چیز تقسیم مقاومتی جهت تنطیم ولتاژ است چون ممکن است ولتاژ پالس ورودی بیش از ۵ ولت باشد که لازم است با یک تقسیم مقاومتی ساده آن را در محدوده ۰ تا ۵ ولت ( ولتاژ کاری مدار TTL ) رساند . و دومین چیز آن است که ممکن است پالس ورودی سینوسی یا غیره باشد که برای شمارش آن ابتدا باید سینوسی لبه دار شود یعنی تقریبا شبیه به موج مربعی گردد . برای این منظور مدار های زیادی موسوم به اشمیت تریگر ( Schmitt trigger ) وجود دارد که می توان از آنها در ورودی مدار استفاده کرد .
این تنها خلاصه ای از پروژه نهایی بود ، شما می توانید سورس کامل پروژه را از الکترو ولت دانلود کنید .
محتویات پروژه :
- گزارش کامل نحوه انجام پروژه
- سورس شبیه سازی مدار در نرم افزار proteus
- نحوه تولید پالس با استفاده از آی سی ۵۵۵ و ۴۰۶۰
- به همراه دیتاشیت آی سی ها
قیمت : ۵,۰۰۰ تومان
لینک خرید آنلاین این پروژه
