例1電壓表的設(shè)計—A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用

一、數(shù)字電壓表的基本組成

    數(shù)字電壓表的基本組成如圖9.4.1所示。它由模擬電路與數(shù)字電路兩大部分組成，模擬部分包括輸入放大器A、A／D轉(zhuǎn)換器和基準(zhǔn)電壓源；數(shù)字部分包括計數(shù)器、譯碼

器、邏輯控制器、振蕩器和顯示器。其中，A／D轉(zhuǎn)換器是數(shù)字電壓表的核心部件，它將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。由圖9.4.1可見，模擬電路與數(shù)字電路是互相聯(lián)系的，由邏輯控制電路產(chǎn)生控制信號，按規(guī)定的時序?qū)／D轉(zhuǎn)換器中各組模擬開關(guān)接通或斷開，保證A／D轉(zhuǎn)換正常進(jìn)行。A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果通過計數(shù)譯碼電路變換成筆段碼，最后驅(qū)動顯示器顯示出相應(yīng)的數(shù)值。

二、數(shù)字電壓表的主要技術(shù)指標(biāo)

    ●測量范圍  數(shù)字電壓表的測量范圍通常以基本量程為基礎(chǔ)，借助于衰減器擴(kuò)展量程。   

    ●輸入阻抗  由于集成電路本身的輸入阻抗很高，所以數(shù)字電壓表的輸入阻抗主要由衰減器的阻抗決定。

    ●顯示位數(shù)  數(shù)字電壓表的位數(shù)是指完整顯示位，即能夠顯示0～9十個數(shù)字的那些位。例如，3½位(讀作三位半)的數(shù)字電壓表，只有3位完整顯示位；因其最高位只能顯示0或1，故稱為半位。

    ●測量速度  測量速度是指每秒鐘對被測電壓的測量次數(shù)，或一次測量全過程所需的時間，它主要取決于A／D變換器的轉(zhuǎn)換速率。

    ●分辨率  分辨率是數(shù)字電壓表能夠顯示被測電壓的最小變化值，即顯示器末位跳一個字所需的最小輸入電壓值。例如，最小量程為199.9mV，末位變化為0.1mV，則這臺表的分辨率為0.1mV。

三、方案比較

3½位數(shù)字電壓表最常用的芯片有CC7106和MC14433兩種。

    1．雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器CC7106

    ⑴雙積分A／D轉(zhuǎn)換的基本原理

    所謂雙積分就是在一個測量周期內(nèi)要進(jìn)行兩次積分：首先，對被測電壓V_x進(jìn)行定時積分，然后對基準(zhǔn)電壓V_REF進(jìn)行定值積分。通過兩次積分比較，將V_x變換成與之成正比的時間間隔；然后，在這個時間間隔內(nèi)對固定頻率的時鐘脈沖計數(shù)，計數(shù)的結(jié)果正比于被測電壓的數(shù)字量。雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器的組成框圖和積分電路的波形，如圖9.4.2所示。兩次積分的工作過程如下：

    1）對被測電壓定時積分

    設(shè)t = t₁時，開關(guān)S₁接通被測電壓-V_x，積分器A₁對-V_x進(jìn)行正向積分，其輸出電壓V_o線性上升，一旦V_o≥0，則過零比較器A₂翻轉(zhuǎn)，輸出從低電平跳到高電平，打開閘門，時鐘脈沖進(jìn)入計數(shù)器計數(shù)，經(jīng)過預(yù)定時間T₁或計數(shù)器預(yù)置的數(shù)N₁后，在計數(shù)器溢出(即t= t₂)時，產(chǎn)生溢出脈沖，該溢出脈沖通過邏輯控制電路使開關(guān)S₁接通基準(zhǔn)電壓V_REF，則定時積分階段結(jié)束。定時積分結(jié)束時積分器的輸出電壓

                                  (9.4.1)

式中，f_o為計數(shù)脈沖的頻率：N₁為計數(shù)器的預(yù)置數(shù)。

    2）對基準(zhǔn)電壓定值積分

    設(shè)t= t₂時，開關(guān)S₁接通基準(zhǔn)電壓V_REF ，積分器A₁對V_REF作反向積分，其輸出電壓V_o線性下降。當(dāng)V_o下降到V_o≤0(即t= t₂)時，過零比較器A₂再次翻轉(zhuǎn)，輸出從高電平跳到低電平，閘門關(guān)閉，停止計數(shù)，邏輯控制電路使開關(guān)S₂閉合，積分電容C快速放電，積分器恢復(fù)到零狀態(tài)，則定值積分階段結(jié)束。定值積分結(jié)束時積分器的輸出電壓為

                        (9.4.2)

式中，t₂為定值積分的時間，可以通過計數(shù)器累計的時鐘脈沖N₂來計算，即

T₂  =  N₂／f_o                                             (9.4.3)

將其代入式(9.4.2)得

                                      (9.4.4)

    由式(9.4.1)和(9.4.4)得

                                     (9.4.5)

可見，只要適當(dāng)選擇V_REF／N₁的比值，被測電壓V_x的值就可直接以計數(shù)值N₂來顯示。

    ⑵CC7106芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能

    CC7106是CMOS大規(guī)模集成電路芯片，它將模擬與數(shù)字電路集成在一個有40個功能端的電路內(nèi)，所以只需外接少量元件就可組成一個3½位數(shù)字電壓表。若接上各種轉(zhuǎn)換器就可構(gòu)成各種數(shù)字式測量儀表。

    驅(qū)動電路由多個門構(gòu)成，可直接驅(qū)動液晶顯示器；a₁-g₁、a₂-g₂、a₃-g₃分別為個位、十位和百位的筆段驅(qū)動端；bc₄接千位“1”字的b、c段；PM為負(fù)極性指示輸出，接千位的“g”段，當(dāng)PM為負(fù)值時，顯示負(fù)號；BP端輸出50Hz方波信號，驅(qū)動液晶顯示器背面的公共電極；V_REF+、V_REF-為基準(zhǔn)電壓端；C_REF為基準(zhǔn)電容端；COM為模擬信號公共端；INT為積分輸出端，接積分電容;BUF為緩沖器輸出端，接積分電阻；AZ為積分器和比較器的反向輸入端，接自校零電容；TEST為數(shù)字邏輯地端，此外，還用來測試顯示器的筆段。V_DD，V_EE為電源正、負(fù)極，單電源供電，通常接+9V。IN₊、IN_-為模擬信號輸入端。OSC₁～OSC₃為時鐘振蕩器的引出端，主振頻率f_OSC由外接R₁C₁的值決定，即，

         f_osc  =  0.45／R₁C₁                                           (9.4.6)

CC7106計數(shù)器的時鐘脈沖f_cp是主振頻率f_osc經(jīng)÷4分頻后得到的，由式(9.4.6)可得

                                                      (9.4.7)

設(shè)CC7106一次A／D轉(zhuǎn)換所需時鐘脈沖的總數(shù)為N，則一次轉(zhuǎn)換所需時間

    T = N／f_CP= 4N / f_osc                                                (9.4.8)

    2．雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433

與CC7106相比較，MC14433采用動態(tài)掃描顯示，有多路調(diào)制的BCD碼輸出端和超量程信號輸出端，便于實(shí)現(xiàn)自動控制。MCl4433只有24個引腳，其原理框圖與引腳功能如圖9.4.4所示。圖中，V_DD和V_EE分別接+5V和-5V；V_AG為輸入模擬電壓和基準(zhǔn)電壓的地端；V_SS為各輸出信號的地端；V_i為被測電壓輸入端；V_REF端外接基準(zhǔn)電壓；C_o1、C_o2外接自動調(diào)零電容C_o，以補(bǔ)償輸入失調(diào)電壓的影響。EOC為A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，每次A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個正脈沖；DU為轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出控制端，若DU與EOC相連，則每次A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果都被送入鎖存器，再經(jīng)多路選擇輸出，若將DU端接V_SS，即可實(shí)現(xiàn)讀數(shù)保持：Q₃-Q₀為轉(zhuǎn)換結(jié)果BCD碼輸出端，而輸出的數(shù)據(jù)屬于哪一位則由DS₁~DS₄輸出的位選通信號來選通，當(dāng)某一位選通信號為高電平時，相應(yīng)的位即被選通，此時該位的數(shù)據(jù)從Q₃-Q_o輸出，其中，DS₁選通千位，DS₄選通個位：為超量程信號輸出端，=0表示被測電壓超出當(dāng)前量程；CP_o、CP₁為時鐘脈沖輸入、輸出端；R_l、R₁/C₁、C_l為外接積分元件端。

對以上兩種電路進(jìn)行比較，CC7106已集成了電壓表的全部基本功能及譯碼、驅(qū)動功能，只需配上少數(shù)元件便可組成一個液晶顯示的電壓表。由于液晶顯示耗電很小，所以作為便攜式儀表更有使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。MC14433組裝的電壓表還需配套設(shè)計譯碼、驅(qū)動等電路。由于采用了數(shù)碼管，具有亮度高，顯示醒目的優(yōu)點(diǎn)。由于需要雙電源供電，在單電源供電的情況下，需增加電源變換電路。其缺點(diǎn)是耗電量大，不適用于便攜式儀表中。因此選擇CC7106來設(shè)計電壓表。

四．液晶顯示電壓表的電路設(shè)計

    主要技術(shù)指標(biāo)要求

測量范圍分5檔200mV、2V、20V、200V、1000V。其中，基本量程為200mV；測量速率2.5次/s；輸入阻抗R_i = 10MΩ；顯示位數(shù)3½位。

    1. 液晶顯示3½位數(shù)字電壓表電路如圖9.4.5所示。其中，R₁₀、R_l1、R_l2與異或門、開關(guān)S₂等組成的電路用來驅(qū)動和控制小數(shù)點(diǎn)；R₅～R₉組成的電阻衰減網(wǎng)絡(luò)及開關(guān)S₁實(shí)現(xiàn)量程的手動轉(zhuǎn)換，各檔量程分別為200mV、2V、20V、200V和1000V，其中200mV為基本量程，該表的輸入阻抗R_i = R₅+R₆+R₇+R₈+R₉ = 10 MΩ，各檔衰減后的電壓V_x與輸入電壓V_i的關(guān)系式為V_x= V_i（R_x／R_i），式中，R_x為開關(guān)S₁的動端對地電阻；R₃為限流電阻。熔斷絲起過載保護(hù)作用。兩只二極管與電容C₃起過壓保護(hù)作用。

    設(shè)CC7106一次A／D轉(zhuǎn)換所需時鐘脈沖總數(shù)N為4000，而一次轉(zhuǎn)換所需時間T = 1／2.5次= 0.4s，則時鐘脈沖頻率f_CP由式(9.4.8)可得  

 f_CP = N／T ≈ 10kHz   

由式(9.4.7)得主振頻率

    f_osc= 4f_CP = 40kHz，

再由式(9.4.6)可計算出R₁、C₁的值。若取C₁ = 100PF，則

    R₁ = (0.45／C₁)f_ocs≈112.5kΩ     取標(biāo)稱值120kΩ

    積分元件R₄、C₅及自動調(diào)零電容C₄的取值分別為R₄ = 56kΩ，C₅ = 0.22μF，C₄ = 0.47μF。R₂和R_P組成基準(zhǔn)電壓的分壓電路。其中，R_P一般采用精密多圈電位器。改變R_P的值可以調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓V_REF的值。R₃、C₃為輸入濾波電路。電源電壓取+9V、C2取0.1μF。

    2．  自動量程轉(zhuǎn)換電路設(shè)計

    自動量程轉(zhuǎn)換就是根據(jù)被測電壓的大小，自動選擇合適的量程，以得到最佳測量精度。

⑴量程轉(zhuǎn)換信號產(chǎn)生電路

    ①升量程信號的獲取。3½位數(shù)字電壓表的最大顯示值為1999，再增加一個字就產(chǎn)生溢出，只在千位上顯示“1”，其余位全部消隱。此溢出信號可作為升量程信號。

    ②降量程信號的獲取。CC7106A／D轉(zhuǎn)換器是以靜態(tài)方式驅(qū)動LCD顯示器，無BCD碼輸出端，因此不能直接獲得降量程信號，但可利用其它信號來獲得。例如，當(dāng)干位消隱，而百位為0時就需要降量程。由于LCD顯示器只有在筆段輸出信號為高電平時，相應(yīng)的筆段才發(fā)光，所以通過分析7段顯示器的字形結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)百位顯示0時，一定滿足條件b₃=f₃=1，且=1(即g₃=0，百位的g段消隱)，千位為0時，=1(即bc₄=0)。

    圖9.4.6是一種獲得升量程和降量程信號的電路。圖中，升量程信號，當(dāng)UR=1時，應(yīng)升高量程。降量程信號，當(dāng)OR=1時，應(yīng)降低量程。UR和OR信號由各段輸出信號與BP端信號異或后，通過組合邏輯電路得到。

    ⑵利用移位寄存器自動轉(zhuǎn)換量程

    如圖9.4.6所示的升量程信號UR和降量程信號OR分別送至雙向移位寄存器CC40194的控制端S_o和S₁，控制CC40194，以實(shí)現(xiàn)右移(升量程)或左移(降量程)．移位寄存器的輸出Q₀～Q₃，經(jīng)異或門CC4070譯碼后，得到量程控制信號A、B、C、D、E。量程控制信號用來控制量程轉(zhuǎn)換電路，以轉(zhuǎn)換量程開關(guān)位置和顯示器上小數(shù)點(diǎn)位置。量程開關(guān)可采用無觸點(diǎn)模擬開關(guān)或繼電器等。

    CC40194的CP脈沖，可用時基電路555產(chǎn)生，其振蕩頻率約1Hz左右。

五．元器件選擇

顯示屏應(yīng)選用與CC7106配套的液晶屏，所有電阻的功率均采用?W金屬膜電阻;R₅～R₉應(yīng)選用五色環(huán)精密電阻，其余電阻選用四色環(huán)電阻。S₁-S₂為雙刀五擲旋轉(zhuǎn)開關(guān)，作量程選擇之用，若采用了自動量程轉(zhuǎn)換電路則可采用無觸點(diǎn)模擬開關(guān)。所有電容可選用滌綸電容或瓷片電容。RP選用精密多圈電位器。

六．電路調(diào)試

    按照圖9.4.5所示電路安裝好以后，接入正、負(fù)電源，先調(diào)節(jié)電位器RP使基本量程為200mV時的基準(zhǔn)電壓V_REF= 100mV，然后在電壓表輸入端V_x接入被測直流電壓199.9mV或1.999V，這時在顯示器上應(yīng)分別顯示199.9或1.999。調(diào)試時應(yīng)注意小數(shù)點(diǎn)的定位開關(guān)S₂與量程開關(guān)S₁要分別對應(yīng)。電路調(diào)試完成后，還應(yīng)檢查電壓表的其它功能，其檢查步驟如下：

    ①零電壓測量。將正輸入端V_i+與負(fù)輸入端V_i-短接，儀表讀數(shù)應(yīng)顯示“0000”。

    ②基準(zhǔn)電壓測量。將V_i+與V_REF+短接，讀數(shù)應(yīng)為100.0±1。

    ③顯示器筆段全亮的測試。將TEST端(第37腳)與V_DD短接，讀數(shù)應(yīng)為“1888”。

④負(fù)號與溢出功能檢查。將V_i+與V_EE短接，應(yīng)顯示“-”號(千位g段亮)。當(dāng)V_i超過儀表量程后即溢出，千位應(yīng)顯示“1”(千位的b、c段亮)，而百位、十位、個位均不亮。

例2.  射頻監(jiān)視切換器

一．任務(wù)與要求

在部分電視中繼站中，由于經(jīng)費(fèi)有限，難以給每套節(jié)目配置一套監(jiān)視設(shè)備，因此考慮用一套監(jiān)視設(shè)備來輪流監(jiān)視多套節(jié)目，則需設(shè)計一臺射頻監(jiān)視切換器。

要求：能輪流監(jiān)視多套節(jié)目，每套節(jié)的監(jiān)視時長為5秒鐘左右，巡回時間為30秒，監(jiān)視6套節(jié)目。

在必要時可選擇固定監(jiān)視某一套節(jié)目，并可隨時返回到巡回方式。

二．方案比較

方案一采用單片機(jī)控制，如圖9.4.7。它主要由單片機(jī)主機(jī)(CPU)和2×4鍵盤電路、輸出驅(qū)動電路、數(shù)碼顯示電路、時鐘發(fā)生電路及電源組成。系統(tǒng)工作時，在沒有任何按鍵按動的情況下，由軟件控制每隔一定時間（可由軟件設(shè)定）循環(huán)選通6路射頻開關(guān)，同時由數(shù)碼電路顯示相應(yīng)的通道號，周而復(fù)始一直到有按鍵（1～6）操作時，可打斷此

循環(huán)而固定選通某一路射頻開關(guān)，同時由數(shù)碼顯示電路相應(yīng)的通道號，直到按下復(fù)位按鍵為止重新開始循環(huán)。

方案二采用數(shù)字集成電路來設(shè)計，其框圖如9.4.8。在巡回工作狀態(tài)下，由定時電路產(chǎn)生一個約5秒鐘的脈沖信號，送至計數(shù)分頻電路，由分頻電路的輸出端分別選通射頻轉(zhuǎn)換控制開關(guān)。

在需要固定監(jiān)視某套節(jié)目時，由相應(yīng)的選通開關(guān)選定該路后，令振蕩定時電路停振，計數(shù)分頻電路得不到CP脈沖，但選通節(jié)目保持不變。

由于在電視中繼站處電磁干擾較強(qiáng)，干擾脈沖往往會造成單片機(jī)程序“跑飛”。所以還需設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)電路。

而這個電路本身并不復(fù)雜，同時數(shù)字集成電路的工作電壓較高，抗干擾能力較強(qiáng)，所以此處采用方案二。

三．單元電路設(shè)計

 1.  5秒脈沖信號發(fā)生器

5秒脈沖信號發(fā)生器由一塊CMOS十四級二進(jìn)制計數(shù)器/振蕩器集成電路CC4060B為主構(gòu)成，其電路見圖9.4.9。它由R₁、R₂、C₁與11、10、9腳相連，組成自激振蕩器，產(chǎn)當(dāng)計數(shù)脈沖，其振蕩周期為T=2.2R₁C₁。該計數(shù)脈沖被送入十四級二進(jìn)制計數(shù)器中，經(jīng)2¹³次分頻后(約5秒鐘)，在Q₁₄端(3腳)輸出一高電平，經(jīng)微分電路C₃、R₄微分后產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖，送至計數(shù)分配電路CP_E端。同時這一高電平經(jīng)積分電路R₃、C₂延時后產(chǎn)生一個復(fù)位電平作用在R端，使計數(shù)電路復(fù)位，從而進(jìn)入下一個5秒定時。

 2.巡回/固定監(jiān)視控制電路

巡回/固定監(jiān)視控制電路電原理圖見圖9.4.10。它主要由2部分組成：一部分是由兩個或非門G₁、G₂組成的多諧振蕩器。另一部分是由兩個或非門G₃、G₄組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。在接通電源的那一瞬間，電源通過電容C₅在S端加一高電平，使雙穩(wěn)態(tài)電路復(fù)位。同時高電平加在多諧振蕩器的控制端A，使多諧振蕩器停振，多諧振蕩器輸出高電平被送至計數(shù)分配電路的CP端。此時計數(shù)分配電路處以巡回監(jiān)視狀態(tài)。當(dāng)需要固定監(jiān)視某一回路時，只需按下該回路的按鍵開關(guān)（K₂～K₇）。如果該回路目前處于未被選中狀態(tài)，則該回路輸出端處于低電平。首先，該低電平通過該開關(guān)加在G₅的輸入端B，G₅輸出端為高電平，該高電平使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器復(fù)位，輸出高電平，。該高電平通過二極管加在5秒定時器的復(fù)位端，使5秒定時器被復(fù)位，并使5秒定時器的振蕩器停振。其次該低電平使二極管D₁導(dǎo)通，多諧振蕩器的控制端A處于低電平，多諧振蕩器振蕩。由于該多諧振蕩器振蕩頻率比較高(約為450Hz)，產(chǎn)生的脈沖被送入計數(shù)分配電路的CP端，使計數(shù)加快。當(dāng)被選中的輸出端為高電平時，使該路的三極管導(dǎo)通，射頻開關(guān)被接通。同時這個高電平使二極管D₁截止，多諧振蕩器的控制端A處于高電平，振蕩器停振。此時即使放開按鍵開關(guān)，由于雙穩(wěn)態(tài)電路處于復(fù)位狀態(tài)，電路處于固定監(jiān)視狀態(tài)。當(dāng)需要重新進(jìn)入巡回監(jiān)視狀態(tài)時，可按下按鍵開關(guān)K₁，使得雙穩(wěn)態(tài)電路被重新置位，二極管D₂截止，5秒定時器的復(fù)位端重新變回低電平，5秒定時器重新開始工作，電路重新恢復(fù)到巡回監(jiān)視狀態(tài)。

3.計數(shù)分配及射頻開關(guān)電路

計數(shù)分配及射頻開關(guān)電路見圖9.4.11。六位計數(shù)分配電路由CC4017來組成。將Q₆（5腳）的輸出接至復(fù)位端R（15腳），便成為六進(jìn)制計輸電路。此時G₁、G₂組成的多諧振蕩器停蕩，其輸出端為高電平，使IC₄的CP端（14腳）為高電平，CP_E（13腳）為脈沖輸入端，5秒定時器產(chǎn)生的5秒周期脈沖經(jīng)C₃、R₄微分后送入CP_E，使計數(shù)分配電路每5秒發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)，Q₀～Q₅依次輸出高電平，使對應(yīng)的射頻開關(guān)電路接通，該路的射頻信號經(jīng)相應(yīng)的繼電器觸點(diǎn)接入解調(diào)電路。電路以5秒為間隔輪流切換射頻輸入信號。此時即為巡回監(jiān)視狀態(tài)。

 
 

當(dāng)需要固定監(jiān)視某一回路時，只需按下該回路的按鍵開關(guān)，若該回路此時為低電平，該低電平將使巡回/固定監(jiān)視控制電路中的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器復(fù)位，并使5秒定時器的振蕩器停振，IC₄的CP_E（13腳）為低電平，CP端（14腳）成為脈沖輸入端。同時G₁、G₂組成的多諧振蕩器振蕩，它產(chǎn)生的脈沖串大約在0.1秒左右既可使選定的回路輸出變?yōu)楦唠娖?，該高電平使多諧振蕩器停蕩，電路處于固定監(jiān)視狀態(tài)。

4.譯碼顯示電路

譯碼顯示電路見圖9.4.12。由IC₄輸出的高電平信號經(jīng)D₉～D₁₇組成的編碼電路編碼后，送至IC₅進(jìn)行譯碼驅(qū)動，使得LED數(shù)碼管顯示出所選定的輸入通道號。

5．工作電源

電源電路見圖9.4.13?？紤]到中繼站均采用24V工作電源及后備不間斷電源，因此供電電源直接取自24V工作電源，避免因交流停電而無法工作。由于射頻監(jiān)視切換器得工作電源電壓為12V，因此需使用一塊穩(wěn)壓集成電路7812來進(jìn)行電壓變換。為防止穩(wěn)壓集成電路上的功耗太大，在穩(wěn)壓集成電路的前面還接了一個降壓電阻R₂₈。C₆ 、C₇起到濾波作用。

四．元器件選擇

IC_1～5選用4000系列集成電路，分別是CC4060、CC4001、CC4069、CC4017、CC4513；IC₆為穩(wěn)壓集成電路，選用固定三端穩(wěn)壓集成電路W7812；R₁～R₂₇可選用1/8 W四色環(huán)碳膜（或金屬氧化膜）電阻，R₂₈選用2W四色環(huán)金屬氧化膜電阻；C₁～C₅ 、C₇選用滌綸（或瓷片）電容，C₆選用鋁質(zhì)電解電容；按鍵開關(guān)K₁ ～K₇均選用常開型按鈕開關(guān)；所有二極管均選用硅開關(guān)二極管1N4148；數(shù)碼管選用七段共陰數(shù)碼管；晶體三極管BG₁～BG₆選用NPN型低頻功率管9013；繼電器選用線圈電壓為12V的高靈敏電磁繼電器。

五．參數(shù)計算

5秒脈沖信號發(fā)生器的自激振蕩器其振蕩周期為T=2.2R₁C₁，若R₁的單位為MΩ，C₁的單位為μF，則振蕩周期的單位為秒。該計數(shù)脈沖被送入十四級二進(jìn)制計數(shù)器中，經(jīng)2¹³=8192次分頻后，在Q₁₄端(3腳)輸出一高電平，因此其定時時間為

t=8192·2.2·R₁C₁

當(dāng)要求定時時間為5秒時，若C₁的值選定為0.01μ，則R₁的值為27.7KΩ。考慮到對5秒定時時間的要求并不嚴(yán)格，電容的容量也有一定的誤差，所以R₁選用標(biāo)稱值為27KΩ的電阻。

巡回/固定監(jiān)視控制電路的多諧振蕩器其振蕩周期為T=2.2R₇C₄，若C₄選用標(biāo)稱值為0.01μF，R₇選用標(biāo)稱值為100KΩ，則其振蕩周期

T=2.2R₇C₄=0.022ms

在電源電路中，為了防止穩(wěn)壓集成電路過熱，在輸入電源與穩(wěn)壓集成電路之間串聯(lián)了一個降壓電阻，由于7812輸入與輸出之間的電壓差?U≥3V，此處?U取4V。由于七段數(shù)碼管的每段電流取10mA，最大為70mA；高靈敏電磁繼電器的工作電流約為30mA；其他電路消耗的電流大約在20～30mA左右，因此整機(jī)總電流為130 mA左右。在24 V工作電壓下，需用降壓電阻降掉8 V，所以R₂₈=8/0.13=61.5Ω，取標(biāo)稱值為62Ω的電阻。

六．總體電路圖

圖9.4.14是除電源電路以外的總體電路圖。