第3章 系统硬件设计
用门电路构成施密特触发器
1、构成，用CMOS非门构成的施密特触发器电路图如图3-6所示。
图3-6 用CMOS非门构成的施密特触发器电路图
2、工作原理，其工作原理如表3-1所示。
表3-1 用CMOS非门构成的施密特触发器工作原理表
3、计算回差电压?VT （1）、求VT?
?UI??VTH，在UI从0开始上升时，在UI↑=>VT+时，UI??VT?，UO?UOL。
G1、G2门要翻转前的瞬间，电路中电流流向和电位情况如图3-7所示。
图3-7 求VT+时电路图
从求UI，入手求VT?：由公式（3-1）就可以推导出公式（3-2），就可以得出VT?。
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第3章 系统硬件设计
UI??VTH?UR2?R2R1?R2VT? （3-1）
VT???R1?R2R?VTH??1?1?VTHR1?R2? （3-2）
（2）、求VT?
?在UI从最大值开始下降时，UO?UOH。在UI??VT?，UI??VTH，G1、
G2门要翻转前的瞬间，电路中电流流向和电位情况如图3-8所示。
图3-8 求VT-是电路图
从求UI入手求VT?：由公式（3-3）可以推导出公式（3-4），再由公式联合公式（3-5）以及公式（3-6），就可以得到公式（3-7），得到VT-的值。
UI??UTH?UOH???UOH?VT????R2??R1?R2? （3-3）
VT??R1?R2RVTH?1UOHR2R2 （3-4）
UOH?VDDVTH? （3-5）
1VDD2 （3-6） ??R1R2??VTH? （3-7）
VT???1?
（3）、求回差电压?VT
求出VT?和VT?之后，由下面的公式（3-8）就可求出?V。
?V?VT??VT??2R1RVTH?1VDDR2R2 （3-8）
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第3章 系统硬件设计
当VDD一定时，调R1、R2 ，可调?UT，即可调VT?、VT?，可调UO脉宽。 （4）、电压传输特性。当UI=0时，UO=UOL是施密特同相输出，其电压输出特性如图3-9所示。
图3-9 电压传输特性
（6）、逻辑符号。施密特触发器常见的逻辑符号如图3-10所示。
图3-10 施密特触发器的逻辑符号
集成施密特触发器，常用TTL电路集成施密特触发器有7413等。常用CMOS电路集成施密特触发器有CC40106等。
3.4 分频电路
3.4.1 分频电路介绍
本次设计采用的是脉冲定时测频法，由于考虑到单片机的定时计数器得计数能力有限，无法对过高频进行测量，所以我们对待测信号进行了分频，这样能提高测量频率的范围，还能相应的提高频率测量的精度。所以我们需要把待测信号进行分频。在本次设计中，因为我们要进行的是十分频、一百分频和一千分频，所以我们选用74LS90电路，经过正确的连接后就可以进行十分频，进行三次十分频就可以得到分频一千次的信号。其引脚图和功能表分别如图3-11和表3-2所示。
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图3-11 74LS90引脚图 表3-2 74LS90功能表
表2 74LS90功能表
信号经过分频电路74LS90，其频率将减小到原信号的十分之一。
3.5 四选一电路
本次设计需要用到一个四选一电路，用来选择输入单片机进行计数的待测信号。74LS153就是其中比较好用和常用的一种四选一电路元件。所以这次采用很常见的74LS153集成电路,其电路图如下图图3-12所示。
数据选择器有多个输入，一个输出。其功能类似于单刀多掷开关，故又称为多路开关(MUX)。在控制端的作用下可从多路并行数据中选择一路送输出端。
TTL中规模数据选择器是根据多位数据的编码情况将其中一路数据由输出端
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图3-12 LS153电路原理图
送出的电路，74LS153是双四选一数据选择器,其中有两个四选一数据选择器，它们各有四个数据输入端：1D3、1D2、1D1、1D0和2D3、2D2、2D1、2D0。一个输出端1Y、2Y和一个控制许可端S。系统控制端S为低电平有效。当控制许可端S=1时，传输通道被封锁,芯片被禁止，Y=0，输入的数据不能传送出去；当控制许可端S=0时，传输通道打开，芯片被选中，处于工作状态，输入的数据被传送出去A1、A0是地址选择端，两路选择器共用。管脚如图3-12所示。
74LS153逻辑功能见表3-3。从功能表可看出，当S端输入为低电平时，四选一数据选择器处于工作状态，它有4位并行数据输入D0~D3，单选择地址输入A1、A0的二进制码依次由00递增至11时，4个通道的并行数据便依次传送到输出端W。
表3-3 74LS153的功能表
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