新型7216_7226系列单片频率计数器及其应用.pdf

《电州与丝壶全1夕 旦夕月~新型72 16、7226系列单片频率计数器 及其应用沙占友摘粤本文介绍的7 21 6和72 26系列大规模集成电路,具有功能强,价 格 低,很高的性 能价格比,只需增加几个外围元件,即可构成1 0MHz(可扩展到10 0MH) z数字须率计、计数器、时间间隔 测量仪等等,其准确 度为晶振德 定度士1个字,可高达1 0一”士1个字,为国产数字仪器的更新 换代 和实现小型化、通用化提供T便矛,l条件 ... ..... ... ... 臼.. .户..`.月口..”一.峥.,-.润曰喇~ 州悯 ~.~ 口~.., . .. .口, 电,., . ” 曰侧碑 `,. 口.为川..~. .. .曰....... .. 侧口...`.7 2 16、722 6系列单片CMO S电路1 0MHz(八位)通 用 频率计 数器 是英 特西尔( INTERS I) L公司近年来推出的新 产品由于采用CMO S大规模集成电路 的先进技术,它们都具有测量精度高、测量速率快、功能全、微功耗、外围 电路简单等优点不仅可用来构成频率计、周期计、普通计数器,还 可测量频率比、时间间隔等,用途十分广泛。

一、概述721 6系列产品包括A、B、C、D四种型号72 26系列产品有A、B两种型号目前,国内只有72 16D和72 26B的仿制品,对应型号分别为5G7 2 16D、CH7226B器件系列前冠以词头ICM表示微型外围集成电路该系列产品具有以下共同特点:1.任何一种型号均可作D C~1 0MH:数字频率计,采样时间(即闸门 时间)共分四档:0.02秒、0.1秒、1秒和1 0秒2.采用+SV单电源供电(电源电 压 的允许范围是4.7 5V~6.ov)能直接驱动8位LE D显 示器,并且不需加限 流保护 电阻4.采用动态扫描显 示 方式,分 时扫描速率为5 0OHz,位选通信号 的占空比为 1 2.5呱与静态显示相比,大大降低了显示功耗5.具有无效零消隐、频率过载指示(大于1 0MHz时)、读数保持、小数点 自动 移位等功能6.可采用“消隐 方式”」一二作,此时计数器与驱动器的联系被切断,强迫显 示器消隐,计数器则照常工作7.可外接10MHz(或IMHz)石 英晶体,构成频率精度 高、稳定性极好的石英晶体振荡器由于用途上的差异,上述产品的内部结构和 引 出端也不尽相同7 2 1 6A、B不仅可以测频率,还能测量频率比、同期以及时间间隔,7 216C、D则只能d l e 1频。

此 外,7 2 2 6A、B还增加了多路BCD码输出、计数启动等功 能,并能够与卜PP IA(外围接口转换器)兼容使用时还 需注意,它们所配 的LED显示器亦有共 阳极和共阴极的区别下面以ICM7 216D和I C M7 226B为例,介绍 这种产品的基本原 理与典型 应 用二、IC M72 16D的工作原 理图1示出了721 6D的管脚排列顺序为便于读者阅读,标出了管脚的 中文名称各管脚的功能叙述如下(括号内为直译名称):1脚:工作方式控制(控制输入)用来控制7 21 6D的五种工作方式例如,将1脚与3脚(D)短接时,为允许外时会洲入工作方工作方式控制tJ工作伏态标忠一彼洲翻率句人( A擂入)保待 .扭1.报2时 钟甘人.位抽制G ND.D· 氏几几段呱动.如饲P外仁吐-- .d护卜.J2 s幻26幼幻2 3 韶舒2 0巧仆1 1协1 5沙àóC注,4 3弓G,R 91 01 1招比”DDp l ): !.t|,J发外部小数点控创子盆程物人控灰短接脚功亡挂允许外时钟输人手动控剐小效点显示位:l允 许外接IM H:晶振工作,小数点右移一位,但扫 描速率仍为sooH:右两种情况:当 2 7脚为高电平:1时,LE D消隐,`、”}_毖夕久脚为低曳l竺望卫红一叁叁正赏垦示友式。

;}检查L E D显示器的全亮笔划式详见表1注意,作频率计使用时,正常测频状态下1脚应开路,并对地接loopF的小电容,滤除干扰若需检查全部LED显示器有无笔划残缺现象,则可通过开关将1脚与1 1脚短路其余功能对于测频意义不大,叙 述从略2脚:_!二作状态标志(在测量 中)当频率计处于采样期内,2脚输出低电平,经反相后可以驱动L E D二极管,作为闸门时 间显示,灯亮表示仪器处于测量状态,灯灭表示本次采样已结, 柬3~6,~n脚:位控制端共 分八位:D~l):为 最低位,D7为最高位7216D能以50 0Hz扫描速率依 次对D,~D扫描(从高位扫到低位夕因位控制端接LED的阴极,故当某一位控制端呈低电 平时,该位LED才能显示,在同一时刻只允许显 示一位因为扫描速率较高,所以观察不到闪烁现象7脚:G ND(过毯)1 2脚:复位端(复位输入)此脚接低电平时主计数器和显 示器被清零正常测最时1 2脚应开路,经内部电路接高电平1 3脚:外部小数点控制(外部 小 数 点 输入)1 3脚悬空时,随采样时 间的改变,小数点自动转换若需外部控制小数点位置,可将D~D.(D7除外)中的某一端与1 3脚相连,则该位后面的小数点常亮。

月脚:量程输入控制端(量程输入)将14脚分别与3脚(D)、5脚(D:)、4脚( DZ)、6脚(D3)短路,可依次获得001秒、0.1秒、1秒和1 0秒四种时标合理地选择时标,可提高测频精度与分辨力1 5~ 1 7、1 9 ~23脚:段愉出驱动端(段输出)刀~G为七 段LE D显示 器 的了个驱 动端,DP为小效点驱劝端1 8脚:厂千(正电源)犷+与GND之 间允许电源电 压范围为嫂.7 5V~6.oV,通常可选厂`=5.OV24脚:外部时钟输入端,一般不用2 5、邪脚:分别为品振1、晶振2,需外接l oMHz晶体,产生1 0MHz时钟信一号27脚:保持端2 7脚接高电平时,电路停止测量,计数器复零,但锁存器内原有数据被保持,并显示出来,直至2 7 脚变成低电平时才开始新的测量2 8 脚:被测频率输入端(输入A)要求输入信号的低电平《1.9V,高电平>3.5V,脉宽)5 0ns,上升及下降时间/1 0即s72 16的逻辑电路如图2所示〔注〕,主要包括:1、高频振荡器和振荡频率选择电路可使用外接的zOM Hz(或IMHz)石英晶体2、十进制下币控分频器,对时钟频率进行分频,产生z o0Hz(0.0 1秒)的时标信号。

3、s位十进制主计数器4、8位十进制锁存器和多路输出的模拟〔注〕:7 2 z 6D没有B翰入端和功能物入端,72 16A/B则增加了这两个输入端及相应的逻辑功能图中所标数字.为72 16D对应的管脚序号数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数 鲜鲜{ { {戳戳戳,i弋; ; ;以以以以以以 动动动动动动认认认认认认认认认朴朴 . . . . . . . . . 「「「t校 制制 逻逻逻逻逻逻逻匀 i i i, , , , , , , ,嗡嗡万万万万 厂厂厂厂一) ) )n n n n n n n 仁仁仁仁口口口口] ] ] 日日}l l l口口 〔 〔 〔 〔 〔 〔 } } } } } } } } } } }瑞瑞入入入入入入入入入入 控控控控制制制制制制日日日了三轧t t t t t t t t t t tL L L L L日日日日日日日了、位、没译码驭劝器进行频率测量时,输入信号频率了:加 到输入控制电路中,然后在主触发器的作用F由主计数器进行计数晶振频粉亦经过输入控制器去控制主控制器主触发器 查一指受参考计数器经 员程选择后的输出,形成采样时 间只要控f卜,!主计敛 器的EN端(允许计数端)电平的高低,使可完成定时计数的测颊一l二作。

主计数器输出的位、段驱动信号,分别由内部时聋封十数器 同步多路输出,依次点:龙八位了习ED数码管一一图2开关阵列5、参考计数器6、控制电路包括量程选择、选通、复 零、小数点控制此外还有输入控制、功能控制和一个主触发器三、由72 16D构成的10彻卜考z数字频率计电 路如图3所示由IO.0 00OMH:高精度石英晶休、C,、C:(微调)以及为部反相 器构成并联谐振电路R3是内部反 找j器的偏 置} } }一一卜卜饥洲洲’注注、,李二{ { { ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;不i i i又又又又又又.`.粗粗粗粗丁丁万万万M 目七吕休休休休休休休休休休休 斌斌斌斌.巨. . .曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰! ! ! ! ! ! !.{ { { 目目目目目 曰曰曰曰曰曰砚砚口一兀监闷闷 戴戴萝 骂嚣 脸浮吕尽尽尽} } }匕7!:DI. D}D`I. DI. D!氏!tD` 尸`」` `!签3电侧1社测频率信号从2 8脚输 入K:~I丈为书 少褪斤关,可 选择不 同的1 ’.作方沙叱,日中所标丁)~I)`、I),均 为位控制端份检 出 厂f号。

K;闭合时,)月外部 振荡频嗽代片芯片砂卜 数器的时代K:闭 合 时,采用IM HZ:马体当被测额六大j:拍MHz时可 将K:闭合,根据 需 要 来手功徐手子小狡点位牲闭合K`,并使保持端,可了八气之介 1寺缓冲振荡器,有川丫脚们冲信衬始 出时i1 1f`:城人空 脚外部时钟愉气、J 刁.山幼卢, W J`.eadvbc川川川叫川引引川川州川川川酬训`幻2 2.2 11乞3月.c lM72 26B复夕输曳 外:止.r’7.51 01 1玲·“1 51 61 1 1l 1 t[喃.1 2 0( 27脚)为高电平,此时显示器全部消隐时呈测试状态,供厂家检验 产品用,与用户无关时全部数码管显示8,小数点也都亮,可检查数码管质量的好坏图中在K:~K下边各接一只硅二极管,防止某卜 开关接通时互相牵扯若只是为了测t 频率,电路还可以简化,拆掉K:~K人N:、AN:分别为复零按钮和读数 保持按钮,按下时才 有效R:、R3是限流电 阻,R:是偏置电阻,C:和C.是消噪电容最后需说明几点:第一,图3中短斜线表示逻辑总线,旁边的数字“8”即表示实际电路在此处应接8条线,余者类推第二,交流供电时,可采用78 0 5三端集成稳压器产生+SV直流电 压。

亦可 采用四节1.5V干电池串联后供电,但电源电压不得 超过6V为安全起见,也可在电池组上串 一只IN400i硅整流管,将6V电 压降 成5.3V左右第三,72 16D对被测信冬 幅度要求比较 严格若信号太弱,应增加前置放大器,放大器的频率响应必须》1 0MH:,输出幅度以3.5~SV为宜若信号幅度大于SV,应在输入端 加限幅电路如果信号为正弦波或近似正弦波,须进行整形,再输至 2 8脚,否则721 6D工作不可靠工作方式控翻·g较入·汇作伏态标出·功能·存贮·声Cp一B C O二,DfD:4D:·D’·G N D.D`.0.tD,l l,B CD:B C几复泣粉入 外部小数 点输人互 相 翅接的脚仪器功能表一l一川目川l4脚(功能端)a脚(Di)16脚(D,)10脚(D:)13脚 (Ds)11脚 (D一)9脚(D一)测盆孩率f^侧 t 周期1诬侧t孩率比f^/fB侧 t时间间肠△t累加计数器振荡报率(l ooHz)四、ICM7226B的工作原理7 226B的管脚排列顺 序 如图4所示同7216D相比,增加了一些功能端,说明如下:A输入、B输入:测量频率、周期、累计数时,被测频率f、加至A输入端。

测频率比或时 间间隔时,被测频率fA、比较频率九分别加到A、B输入端,并且要求了A)fB功能端(第4脚):将此端通 过单刀六掷开关依次接至6个位控制端,可实现六种测试功能,参见表2使用时每次只能选其中一种存赊(5脚)、复位输出(3 2 脚):供显示预分频数而设计的输出端,一般不用BCD:、B C D:、BC D`、B C D :当某一位显示时,在位控。