5位頻率計數器電路分享

該數字頻率計數器將通過 5 位共陰極顯示模塊直接讀取施加在其輸入端的頻率。

緊湊型頻率計數器可用于準確計算來自任何預期來源的頻率或脈沖。

主要用途

它還可用于通過使用相應的秒表檢查數字頻率讀數來測量旋轉物體的 RPM。1 分鐘后顯示屏上的讀數將為用戶提供源的 RPM 值。

該數字脈沖計數器的另一個有用用途是測量逆變器的頻率，或檢查逆變器振蕩器的正常工作情況。

該項目還可以應用于延遲定時器電路，用于測量延遲ON或延遲OFF輸出脈沖以及輸出所需的時間，以正確設置定時分量值。

關于IC 4033

IC 4033 由一個 5 級約翰遜十進制計數器和一個輸出解碼器組成，該解碼器旨在將約翰遜碼轉換為 7 段解碼輸出。

該解碼輸出用于驅動數字顯示模塊的單級。該IC特別適用于要求低功耗和緊湊性的顯示程序。

RESET引腳上的高邏輯將十進制計數器恢復到其初始零顯示位置。當時鐘抑制信號以低邏輯電源提供時，計數器設計為響應正時鐘頻率輸入移動單個計數。

一旦使用高電平邏輯輸入施加時鐘抑制，就可以防止和停止通過時鐘軌進行的計數器級數。

時鐘抑制邏輯輸入可用作負邊沿時鐘，以防時鐘線以邏輯高電平施加。JOHNSON 計數器內提供防鎖門控，可確保計數過程的正確排序。

CARRY-OUT （Cout） 信號每十個時鐘輸入周期完成一個周期，并用于在數十年計數鏈中立即為下一個上升十年提供時鐘。

七個解碼輸出（a、b、c、d、e、f、g）點亮了 7 段顯示模塊中的相應部分，用于尋址十進制數字 0 到 9。

電路工作

下面討論的 5 位頻率計數器電路由 5 個十進制計數器 IC（IC1 至 IC5）及其互補的 7 段顯示器（DIS1 至 DIS5）制成。

本項目使用的IC為IC 4033，顯示器為7段共陰極NTE3056或類似器件。

建議的5位頻率脈沖計數器的完整原理圖如下所示。

該設計基本上是5個脈沖計數器級的重復，由IC1和DIS1組成，以順序級聯的形式。

必須注意的是，DIS2 是唯一具有活動小數點的顯示模塊。一旦電路電源接通，該小數點就會亮起。

需要在7段顯示器上計數和顯示的頻率或脈沖施加到IC1的引腳#1上。

一旦應用頻率，顯示屏就開始顯示頻率的經過脈沖數。

如果移除頻率輸入，顯示屏上的計數將被鎖定并保持可用，直到按下開關 S1，或者電源關閉并再次打開。

5位頻率計數器的PCB設計

下圖顯示了 5 位頻率計數器電路的軌道側 PCB 布局。

10 MHz 數字頻率計

圖1顯示了10 MHz數字頻率計數器的電路圖。該電路包括一個 ICM7208 七倍頻程計數器 （U1）、一個 ICM7207A 振蕩器控制器 （U2）

和一個 CA3130 biFET 運算放大器 （U3）。IC U1用于對輸入信號進行計數，然后將其解碼為7段結構。它還用于生成驅動 7 位 LED

顯示屏的輸出信號。

IC U2 接線為 U1 提供定時時鐘，而 U3 處理輸入信號以提供適合 U1 輸入的波形。來自 5.24288 MHz 晶體的頻率除以 U2，在

U2 的引腳 12 處產生 1280 MHz

多路復用信號。該信號施加到U1引腳16的輸入端，用于連續掃描顯示數字。每個數字的陰極每秒重復切換到地，觸發由于U1解碼而陽極較高的數字的任何段。

來自晶體的頻率另外被分割，以在U2的引腳2上產生一個短的“存儲”脈沖，然后在U2的引腳14上產生一個短暫的“復位”脈沖（大約0.4毫秒后）。脈沖頻率由U2的引腳11的狀態確定。

一旦 U2 引腳 11 通過 S1 切換到地，脈沖每 2 秒重復一次，導致 U2 引腳 13

變為高電平一秒鐘。這會阻止進一步的輸入信號進入U1。這導致內部計數器中U1的鎖存計數被發送到顯示模塊。IC

U2的引腳13隨后變為低電平一秒鐘，允許將新的計數插入U1的七倍頻程計數器中。

重復該時間段，每 2

秒連續更換一次顯示。當U2的引腳11切換到正電壓（+5V）時，“存儲”和“復位”脈沖開始在0.2秒的時間段發生，從而產生0.1秒的計數時間段。它需要對 10

個輸入脈沖進行計數，以確保第一個數字 D1 上出現“1”，因此測試的頻率顯然比 7 段模塊上顯示的頻率大 10 倍。在此設置中，小數點由 R1

提供支持，并在視覺上表明已應用 0.- 秒計數周期。

測試

為了快速測試10 MHz數字頻率計數器電路的工作，請應用可以低于100 Hz的采樣頻率。

按照第一個電路Doagram中顯示的虛線，放置一個瞬時跳線將U1引腳7、23或27與+ 5V連接起來。之后的 IC U1 實現大于 D2

的所有數字的計數。U2的數據表示C1可以是微調器或可變電容器。話雖如此，22

pF固定盤式電容器在大多數應用中都能很好地工作，并提供高達.005%的精度。

首先將范圍開關設置為“1秒”，實現從U2引腳12到U3輸入的多路復用頻率，并微調微調器以獲得1280 Hz的讀數。

測量頻率

當 S1 定位在 1 秒模式時，計數范圍在 1 Hz 到 1 MHz

之間，這將提供來自顯示器的直接讀數。如果將S1移動到0.1秒的位置，則測量范圍增加到10 Hz至10 MHz。結果顯示在顯示屏上的數字是被測頻率的 1/10（1

kHz 顯示為 100）。

如果您嘗試測量新頻率，第一個讀數將變為先前鎖定在計數器中的頻率。

您必須等待 2 個或更高的計數間隔，以使電路穩定在新應用的頻率附近。

或者，您可以嘗試按下 RESET 開關 （S2），直到顯示屏顯示“00”，然后您可以松開開關。