数字电路与逻辑设计课程设计.docx

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数字电路与逻辑设计课程设计

数字电路与逻辑设计课程设计

一、课题：

脉宽调制电路设计制作

二、设计元器件：

ADC0809、74LS04、可调电位器各一片，74LS169二片，74HC85四片，发光二极管十只

三、1、设计要求：

用模拟信号控制脉宽调制信号的脉冲宽度，宽度由ADC0809转换为8位二进制信号，该信号与2片74LS169组成的M=256计数器的8位输出比较，从输出端产生可以调整脉宽的输出方波信号，为降低难度，方波的周期由输入开关设置。

2、提高要求：

将上述电路设计成周期可调，可能需要外加电路，视内容而定。

四、设计原来框图及设计说明

1、数模转换器原理图及说明

工作原理：

ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。

因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。

输入输出与TTL兼容。

ADC0809A/D转换芯片引脚功能

　　ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装：

IN0～IN7：

8路模拟量输入端。

d-1～d-8：

8位数字量输出端。

　　ADDA、ADDB、ADDC：

3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路.

　　ALE：

地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

　　START：

A／D转换启动信号，输入，高电平有效。

　　EOC：

A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。

　　OE：

数据输出允许信号，输入，高电平有效。

当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。

　　CLK：

时钟脉冲输入端。

要求时钟频率不高于640KHZ。

　　REF（+）、REF（-）：

基准电压。

　Vcc：

电源，单一＋5V。

GND：

地。

2、其他芯片工作原理

3、脉宽调制原理图及说明

五、Proteus仿真电路

六、芯片及线路连接

说明：

1.根据仿真电路图对面包板进行布局，最上面为ADC0809，实现数模转换，第二排为两个74HC85及74LS02，第三排为两个74LS169，最后一排为两个74HC85，且所有芯片共电源、共地。

根据电路图，连接电位器并用导线将各个芯片连接。

2.在连接好数模转换器之后，连接电位器，并用万用表测量电位器电压变化是否正常。

检测无误后在八个输出端分别接8个LED灯，当ADC工作时，start结束完整脉冲后，开始输出数字信号，改变电位器位置，输出端高低变化，8盏灯亮暗也随之变化。

此时，证明数模转换器正常工作。

3.分别连接计数器及比较器。

七、总电路连接调试

在总电路连接完成之后，通电并连接数字示波器对电路进行验证。

经多次调试与修改之后，最终结果为：

当电位器处于中间约2.5V时，输出方波占空比为1，即方波高低电平宽度基本相同。

当调节电位器增大电压到最大时，波形低电平宽度逐渐减小直到近似为全为高电平；当电压逐渐减小到最小值时，波形高电平宽度逐渐减小直到近乎只有高电平。

波形变化如图所示：

八、设计中遇到问题解决及经验教训

问题：

将电路板接通电源，连接示波器，出现稳定的方波，但调节电位器改变电压时，并没有实现脉宽可调。

解决方法：

1、用万用表检测电位器电压变化正常，电位器正常工作。

2、将ADC0809八个输出端分别接8个LED灯，改变电位器位置，8盏灯一直处于高电平并没有随之亮暗变化。

且用逻辑笔检测ADC0809的EOC脚时一直处于高电平，并不能发生跳变，说明数模转换器不能正常工作。

故开始检查74LS169的工作情况，发现其中一个74LS169的一个输出端处于低电平，不能正常输出，经检测发现该芯片的16脚没有接电源，导致其不能正常输出信号反馈给ADC0809。

将16脚接上电源，整个电路正常工作。

参考文献：

《08级通信专业数电课程设计》方怡冰

《数字逻辑设计与VHDL描述》第二版