時(shí)鐘電路及分頻器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電子裝備設(shè)計(jì)</b></p><p>　　時(shí)鐘電路及分頻器設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)院名稱： </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 電子信息工程 1002 </p><p>　　學(xué)生姓名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師姓名： xx </p><p><b>　　2014年1月9日</b></p><p>　　時(shí)鐘電路及分頻器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　時(shí)鐘信號(hào)是通信系統(tǒng)及其他相關(guān)系

3、統(tǒng)中的重要組成部分，系統(tǒng)可通過配置振蕩器，加外接典型電路產(chǎn)生振蕩信號(hào)，再通過 n 級(jí)二進(jìn)制分頻器得到不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)。振蕩電路可配置適當(dāng)?shù)耐鈬a(chǎn)生一定頻率的振蕩時(shí)鐘作為分頻電路的時(shí)鐘源，本系統(tǒng)要求振蕩時(shí)鐘配置為4.096MHz，也可輸入外部時(shí)鐘源。系統(tǒng)配置的振蕩時(shí)鐘分頻后要求輸出不同的時(shí)鐘頻率。掌握任意進(jìn)制分頻器的設(shè)計(jì)方法。掌握同步計(jì)數(shù)器74LS161多級(jí)級(jí)聯(lián)的方法。研究不同連接方式時(shí)對(duì)分頻數(shù)的影響。</p><

4、;p>　　關(guān)鍵詞： 時(shí)鐘，分頻器，計(jì)數(shù)器，74LS161</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　分頻器和計(jì)數(shù)器是數(shù)字電路和自動(dòng)控制電路中極重要的一種單元電路，分頻器由最高位輸出分頻模數(shù)，計(jì)數(shù)器由其內(nèi)部各級(jí)觸發(fā)器輸出不同的計(jì)數(shù)模數(shù)。隨著中規(guī)模電路的出現(xiàn)，分頻器的設(shè)計(jì)方法，主要是合理靈活地應(yīng)用計(jì)數(shù)器芯片，實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制分頻。</p>

5、<p><b>　　設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)思路</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)包括時(shí)鐘震蕩電路和分頻電路兩部分。</p><p>　　振蕩電路可配置適當(dāng)?shù)耐鈬a(chǎn)生一定頻率的振蕩時(shí)鐘作為分頻電路的時(shí)鐘源，本系統(tǒng)要求振蕩時(shí)鐘配置為4.096MHz，也可輸入外部時(shí)鐘源。&

6、lt;/p><p>　　系統(tǒng)配置的振蕩時(shí)鐘分頻后要求輸出以下時(shí)鐘信號(hào)：</p><p>　　Q1： 輸出時(shí)鐘頻率為 2048 KHz；</p><p>　　Q2： 輸出時(shí)鐘頻率為 1024 KHz；</p><p>　　Q3： 輸出時(shí)鐘頻率為 512 KHz；</p><p>　　Q4： 輸出時(shí)鐘頻率為 256 K

7、Hz；</p><p>　　Q5： 輸出時(shí)鐘頻率為 128 KHz；</p><p>　　Q6： 輸出時(shí)鐘頻率為 64 KHz；</p><p>　　Q7：輸出時(shí)鐘頻率為 32 KHz；</p><p>　　Q8：輸出時(shí)鐘頻率為 16 KHz；</p><p>　　Q9：輸出時(shí)鐘頻率為 8 KHz

8、；</p><p>　　Q10：輸出時(shí)鐘頻率為 4 KHz；</p><p>　　Q11：輸出時(shí)鐘頻率為 2 KHz；</p><p>　　Q12：輸出時(shí)鐘頻率為 1 KHz 。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　時(shí)鐘起振電路，可以有多個(gè)方案：</p>

9、;<p>　　用非門設(shè)計(jì)構(gòu)成晶振振蕩器,晶振為4MHz；</p><p>　　555時(shí)基電路構(gòu)成多諧振動(dòng)器。</p><p>　　分頻器采用三個(gè)74LS161計(jì)數(shù)器構(gòu)成多頻率輸出。分頻器和計(jì)數(shù)器是數(shù)字電路和自動(dòng)控制電路中極重要的一種單元電路，分頻器由最高位輸出分頻模數(shù)，計(jì)數(shù)器由其內(nèi)部各級(jí)觸發(fā)器輸出不同的計(jì)數(shù)模數(shù)。隨著中規(guī)模電路的出現(xiàn)，分頻器的設(shè)計(jì)方法，主要是合理靈活地應(yīng)用計(jì)數(shù)

10、器芯片，實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制分頻。</p><p><b>　　、電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。ㄒ唬r(shí)鐘震蕩電路</b></p><p>　　1.方案一：此電路是由兩個(gè)反相器及兩個(gè)電容C1和一個(gè)晶振連接起來的正反饋振蕩電路，并設(shè)法使反相器工作在放大狀態(tài)，即給他們?cè)O(shè)置適合的偏置電壓，這個(gè)偏置電壓可以通過在反相器的輸

11、出端與輸出端之間接入反饋電阻來得到。由石英晶體的電抗頻率特性可知：石英晶體的多諧振蕩器的振蕩頻率取決于石英晶體的固有諧振頻率f0，而與外接的電阻和電容無關(guān)。</p><p><b>　　元件清單</b></p><p><b>　　結(jié)論：</b></p><p>　　石英晶體的多諧振蕩器的振蕩頻率取決于石英晶體的固有諧振頻

12、率f0，而與外接的電阻和電容無關(guān)。</p><p>　　2.方案二：下圖的多諧振蕩器由555定時(shí)器和外接元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器。腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，利用電源通過R1、R2、向C充電，以及C通過R2向放電端Dc放電，使電路產(chǎn)生震蕩，電容C在2/3Vcc和1/3Vcc之間放電和充電，從而在輸出端得到一系列的矩形波。</p><p><b>　　

13、元件清單</b></p><p>　　結(jié)論：通過改變R和C的參數(shù)可以改變振蕩頻率。</p><p><b>　　分頻器設(shè)計(jì)電路</b></p><p>　　74LS161是一種四位二進(jìn)制可預(yù)置的同步加法計(jì)數(shù)器，圖3-4-1是其引腳圖 </p><p>　　從功能表中可知，當(dāng)清零端Cr=0時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出QA=Q

14、B=QC=QD=0。當(dāng)Cr=1，LD=0，CP脈沖的上升沿作用后，74LS161內(nèi)部觸發(fā)器的輸出端QA、QB、QC、QD的狀態(tài)分別與數(shù)據(jù)輸入端A、B、C、D狀態(tài)相同，稱為置數(shù)工作狀態(tài)。而當(dāng)Cr=LD=1時(shí)，P、T中有一個(gè)為0時(shí)，計(jì)數(shù)器不計(jì)數(shù)，輸出端狀態(tài)不變。只有當(dāng)Cr=LD=P=T=1、CP端在脈沖上升沿作用后，</p><p>　　計(jì)數(shù)器加1。此外74LS161還有一個(gè)進(jìn)位輸出端OC，其邏輯關(guān)系是OC=QA .

15、QB .QC .QD.T。 </p><p>　　分頻器設(shè)計(jì)電路如下，由三個(gè)74LS161計(jì)數(shù)器串聯(lián)得到，置數(shù)端ABCD均接地置）；ENP、ENT等使能端置1。</p><p><b>　　在U6中：</b></p><p>　　2端口輸入由振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)——4.096Mhz的方波；</p><p>　　14端口Q

16、A輸出時(shí)鐘頻率為：2048khz；</p><p>　　13端口QB輸出時(shí)鐘頻率為：1024Khz；</p><p>　　12端口QC輸出時(shí)鐘頻率為：512Khz；</p><p>　　11端口QD輸出時(shí)鐘頻率為：256Khz；</p><p><b>　　在U7中：</b></p><p>　　

17、2端口輸入由U6的11端口QD輸出的時(shí)鐘信號(hào)——256khz的方波；</p><p>　　14端口QA輸出時(shí)鐘頻率為：128khz；</p><p>　　13端口QB輸出時(shí)鐘頻率為：64Khz；</p><p>　　12端口QC輸出時(shí)鐘頻率為：32Khz；</p><p>　　11端口QD輸出時(shí)鐘頻率為：16Khz；</p>&

18、lt;p><b>　　在U8中：</b></p><p>　　2端口輸入由U7的11端口QD輸出的時(shí)鐘信號(hào)——16khz的方波；</p><p>　　14端口QA輸出時(shí)鐘頻率為：8khz；</p><p>　　13端口QB輸出時(shí)鐘頻率為：4Khz；</p><p>　　12端口QC輸出時(shí)鐘頻率為：2Khz；<

19、/p><p>　　11端口QD輸出時(shí)鐘頻率為：1Khz；</p><p><b>　　元件清單</b></p><p><b>　　總結(jié)：</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，讓我重溫電路知識(shí)同時(shí)更加深入的理解振蕩電路的起振原理。設(shè)計(jì)了多方案解決問題，選取最佳方案的思路，不僅可以擴(kuò)展思維方法，

20、還可以提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。</p><p>　　74ls161計(jì)數(shù)器不僅可以用于計(jì)數(shù)，在本設(shè)計(jì)里還可以用于分頻其設(shè)計(jì)，將高頻時(shí)鐘信號(hào)實(shí)現(xiàn)任意二進(jìn)制分頻。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)中，理論與實(shí)際結(jié)合，將理論轉(zhuǎn)化為具體的實(shí)現(xiàn)方案，讓我學(xué)有所用，提高實(shí)踐動(dòng)手能力和多思路解決問題的能力。在這里還要感謝指導(dǎo)老師的指點(diǎn)和幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn):

21、</b></p><p>　　<<數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程>> 化學(xué)工業(yè)出版社 周曉霞、蔣彥等編;</p><p>　　<<數(shù)電電子技術(shù)>> 機(jī)械工業(yè)出版社 成立、王振宇等編；</p><p>　　<<電子裝備設(shè)計(jì)技術(shù)>> 西安電子科技大學(xué)出版社 高平、賈建援等編；&