数电实验讲义(7)

2019-09-01 18:37

它信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数,此时我们称闸门时间为1秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长,得到的频率值就越准确,但闸门时间越长则测一次频率的间隔就越长。

由555 定时器组成单稳态触发器,使其产生固定宽度T=0.1s的方波脉冲做门控制信号,即闸门时间。宽度为T的方波脉冲控制闸门的一个输入端B,被测信号频率为fx(以1KHz~100KHz的脉冲信号为测试信号),连接到闸门另一输入端A。当单稳态触发器产生的门控信号到来时,闸门开启,频率为fx的信号脉冲于输出端C 产生脉冲信号到计数器(要求用所提供的芯片接成100进制的计数器),计数器开始工作,直到门控信号结束,闸门关闭,计数器停止计数。结果S输送显示器,这样就可以得到被测信号的数字显示的频率。可在启动信号启动时将计数器同时清零,以防止计数累加。

根据所设定的时间基准算出频率fx=D/T。 五、预习要求

1、提前预习555定时器的内部结构及原理; 2、提前预习计数器的使用方法。 六、思考题

1、根据上面给定的测试信号范围,计算系统的测量误差。

2、在上题的误差水平下,如何实现更大范围脉冲信号的频率测定。

十四 数模转换实验

一、实验目的

1、学习使用大规模集成电路,了解D/A转换原理; 2、学习使用D/A转换器构成锯齿波发生器的方法。 二、实验原理

1、DAC0832简介

DAC0832功能框图如图4-14-1所示,它由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器及转换控制电路组成。其中8位D/A转换器采用R-2R梯形电阻网络。

图4-14-1 DAC0832功能框图

由于使用了两个寄存器,所以可以进行两次缓冲操作,使该器件的使用具有更大的灵活性。它可以直接与微处理机的总线相接而无需附加逻辑。

当输入锁存信号ILE、片选信号CS?和写控制信号WR1?同时有效时,数据总线

?同时有上的数据D7~D0存入输入寄存器。当传输控制信号XFER?和写控制信号WR2效时,输入寄存器的内容送入DAC寄存器,同时转换开始,经1s后在输出端便可得到稳定的电流输出。

利用DAC0832实现D/A转换,必须外接一个运算放大器,根据实际应用,DAC0832有三种不同的接法,图4-14-2中右侧数/模转换部分采用的是直通型接法。

2.利用DAC0832构成锯齿波发生器

利用DAC0832构成的锯齿波发生器如图4-14-2所示。

图4-14-2 锯齿波发生器

其中DAC0832和运算放大器?A741组成直通型接法的D/A转换器,实现由D7~D0输入一组数字量就会在?A741的UO端得到对应的模拟量输出的功能。两片74HC161组成8位二进制计数器,即在CLK脉冲作用下进行256进制计数,将这256个由小到大变化的数字量自动分别加到D/A转换器D7~D0的输入端,就会在其输出端得到256种模拟电压输出,当CP脉冲频率很高时,输出模拟信号电压组成的阶梯波看起来就是锯齿波。 三、实验设备及器件

1、电子技术综合实验平台 一台 2、双踪示波器 一台 3、74HC161 两片 4、DAC0832 一片

5、?A741 一片 四、实验内容及要求

1、验证直通型D/A转换器功能

(1)将DAC0832和运算放大器?A741按图4-14-2右侧部分接线组成直通型D/A转换器。

(2)将DAC0832 的数字量输入端D7~D0分别接到逻辑开关上,按表4-13-1置数,测量对应的输出模拟量,填入表4-14-1中。

表4-14-1 D/A转换器功能表 输入数字量 D7 0 0 0 0 0 0 0 0 1 D6 0 0 0 0 0 0 0 1 1 D5 0 0 0 0 0 0 1 1 1 D4 0 0 0 0 0 1 1 1 1 D3 0 0 0 0 1 1 1 1 1 D2 0 0 0 1 1 1 1 1 1 D1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 D0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 输出模拟量UO 实测值 理论值 2、用2片74HC161组成256进制计数器

(1)按图4-14-2左侧部分将2片74HC161接成8位二进制加法计数器。

?端接逻辑开关,接低电平清零,计数时接高电平。 (2)将RD(3)将CLK端接单脉冲, 将Q7~Q0接LED指示灯。 在CLK端加单脉冲,观察Q7~Q0端指示灯的变化情况。 3、用DAC0832构成锯齿波产生器

(1)将两片74HC161构成的256进制计数器的输出端Q7~Q0分别接DAC0832的

数字量输入端D7~D0端。

(2)在CLK端加入f=100kHz连续脉冲,用示波器观察锯齿波产生器的输出波形。并测量锯齿波产生器的输出幅度Vom和频率f。 五、预习要求

1、了解DAC0832集成芯片的组成及外引线排列。

2、给D/A转换器输入几组8位数字量,如表4-14-1所示,对应求出D/A转换器输出的模拟电压值。

3、根据计数器和D/A转换器的特性,画出由它们组成锯齿波产生器的原理框图。

4、分析图4-14-2电路的工作原理,画出在一系列CLK脉冲作用下的波形 六、思考题

1、D/A转换器的精度与什么因素有关?

2、欲将图4-14-2中运放输出电压的极性相反,应采取什么措施?

3、如果将图4-14-2中DAC0832的高位数字量输入端D7~D4直接接地,不与74HC161的Q7~Q4相连,输出锯齿波的形状如何变化?


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