数字电子技术基础-第10章 数字系统设计.ppt

第10章 数字系统设计 * 2）启停与基准测量信号电路 第10章 数字系统设计 * 标准测量信号的时序图 第10章 数字系统设计 * 3）节拍发生器：测量1s显示3s 一个三节拍发生器： 它应由QT的下降沿启动，发出的第一个节拍信号JP1应封锁基准测量信号QT ，使之不能送出后面的测量信号。 第二个节拍信号应在将近3s时发出JP2，用来清除本次测量的结果。显示时间约为3s。 最后发出JP3信号，解除对QT的封锁，即再次启动测量电路 。 第10章 数字系统设计 * 节拍发生器的控制时序 第10章 数字系统设计 * 节拍控制电路图 单稳态触发器 2.5s 单稳态触发器 0.6?s 单稳态触发器 0.6?s 第10章 数字系统设计 * ? 0 0 0 停止工作状态 第10章 数字系统设计 * ? 启动工作状态 1 1 1s JP1 0 JP2 JP3 第10章 数字系统设计 * m计数器和N计数器的设计。 m计数器要求由99变为10，即其高位应由9变为1，所以其低位和N计数器均可采用一般的BCD计数器，本系统仍可选用两片74LS290来实现，而m计数器的高位选用一片具有同步预置功能的74LS160来完成。 第10章 数字系统设计 * 分频器Ⅱ及多路选择器的设计。 由方案论证可知，待测信号f0需经4级10分频电路产生 ,在此仍采用74LS290实现十分频。 多路选择器由74LS153双四选一和或门74LS32组成八选一电路。本系统仅选五路信号，所以多出的三路不用。 第10章 数字系统设计 * 显示电路 m、N计数器的输出经三片74LS47 到七段显示译码器/驱动器直接驱动3位LED数码管完成测量结果的显示。 第10章 数字系统设计 * （4） 仿真 为了验证以上方案的正确性，在进行安装与调试之前首先对节拍发生器进行仿真。 第10章 数字系统设计 * （5） 安装与调试 根据先局部后整机的原则，本系统可划分为如下几个功能块，沿着信号的流向具体调试步骤为 1）首先安装调试1Hz信号电路。 2）安装和调试分频器II以及多路选择器。QT先接高电平，清零信号先接地，被测信号输入端可先接一个100kHz的脉冲信号，而多路选择器的选择控制端可先接到4个逻辑开关上。通过双踪示波器观察各级10分频电路的输出是否正确，再观察八选一电路在三个逻辑开关为不同状态下的输出是否正确。 第10章 数字系统设计 * 3）安装和调试m计数器和N计数器。 4）安装和调试主控制器电路。 5）整机统调 。 第10章 数字系统设计 * 本章小结 了解以下内容 数字系统的组成 数字系统的研制过程 数字系统设计的基本步骤 数字波形合成器及浮点频率计基本原理 第10章 数字系统设计 * （3） 方案实现 1）振荡器。为了获得高的频率稳定性，选用石英晶体振荡电路，可以满足Δf/f≤10-4的技术要求。 第10章 数字系统设计 * 2）N分频器（计数器）：采用6位扭环形计数器，即N=12 第10章 数字系统设计 * 6位扭环形计数器时序图及增量式阶梯正弦波合成原理 若要求相差120?，应错开M=4个计数器状态。 若第一路输出采用Q1~ Q6，则第二路输出的第一个状态便变量应该是Q5，而其后的5个状态变量依次为， 第10章 数字系统设计 * 设计中首先确定以下3个参数 ： 分频系数N，从而得到扭环形计数器的位数N／2。 分频器输入脉冲的频率F（或多谐振荡器的输出频率）。 多路输出正弦波间的相位差?角所决定的变量序列差值M。 第10章 数字系统设计 * 由给定相位差?求最小细分系数P 求分频系数N以及变量序列差值M 通常取 N??12，本方案取12 N的选择原则可归纳为：N必须为正偶数，必须能被P整除，也必须??12。 第10章 数字系统设计 * 求F F=N??f =12?400Hz=4.8kHz 本例中采用的石英晶体谐振频率f0=96kHz，所以振荡器输出还应经过20分频电路才能送扭环形计数器。 第10章 数字系统设计 * 数字波形合成器总电路图 第10章 数字系统设计 * A相正弦加权DAC 下面介绍电路的工作原理和权电阻的求解方法。 不包括虚线部分的输出电压： 为1的位权电阻接VREF；为0的位权电阻接地。 VREF实际上就是控制变量的逻辑高电平时的电压值VOH，也就是电源的值VDD，而地由VOL代替。 第10章 数字系统设计 * 由图可以看到，全0状态必须对应sin90??，而全1状态对应sin(-90??) 。 由于含有直流分量，因此增加电平偏移电路。图中虚线部分。 第10章 数字系统设计 * 输出应改写为 等于正弦波幅值Vm 第10章 数字系统设计 * 根据各点相位要求及教材（10-20）??（1