数字电子技术正交解码电路的设计.docVIP

设计题目：正交解码电路的设计 组长： 班级 学号 同组成员： 说明：百分比为每位同学对设计的贡献部分，总和应为100% 功能描述： 计数功能：此电路可以对脉冲进行计数。从而可以对编码器返回的变化的频率的脉冲进行计数，实现对速度和角度进行测量。 倍频功能：对编码器返回的脉冲进行倍频，以提高编码器的精度。 方向鉴定：编码器的返回是两路具有90°相位差的方波信号。正转时，相位差为90°，而反转时相位差为-90°。本电路可以识别编码器正转还是反转。 加减计数：由于有识别电路，所以电路可以自动改变计数的方向。 设计背景： 编码器常用于测量电机转速和方向，它两者相差通过32中，有使用但是本目的减轻提高本电路 正转 反转 预期效果 方案设计： 1. 总体设计思路： 电路框图： 以下是电路仿真整体图： 下面进行电路的详解： ①模拟部分： 由于本电路主要是针对编码器的输出信号进行处理。而仿真软件中没有现成的编码器信号。所以我们先用模拟电路产生了具有90°相位差的方波信号。如图。 在如上的电路图当中，由正弦波发生器产生的正弦波分成2路，一路经过积分电路，得到两路具有90°相位差的正弦波信号。如图。 由于积分电路的放大倍数过大，得到了信号已经失真。然后两路具有90°相位差的正弦波信号经过一个过零比较器得到两路具有90°相位差的方波信号。如图。 到此我们模拟的编码器的输出信号就完成了。 ②倍频电路： 倍频主要是提取脉冲的跳变沿，再将两路倍频的信号进行“异或”得到相对原来的单通道信号四倍频的信号。如图。 左边的两片74LS74 D触发器完成对信号的倍频。框图如下： 下表 74LS86D的引脚分布和表： 对另一路信号的处理是一样的，得到两路经过倍频的后的信号再经过“异或门”得到四倍频的信号。仿真截图如下： 到此我们电路的倍频部分就完成了。 ③方向识别电路： 该部分包括换向部分和辨向部分。 由于在一些应用当中，编码器需要测出转动的方向。所以我们在电路当中加入了2个开关用于改变两路输出信号的相位差，从而模拟出电机正反转时编码器返回的信号变化。 如图。 在仿真中按下空格键用于切换开关的状态（2个开关必须同时切换）。切换后，相位差由原来的90°变为-90°。为了识别方向，我们使用了一个D触发器，输出的信号的高低代表了其方向。电路截图如下： A,B接到D触发器的D和CLK端。当D上升沿时，如果B超前A90°，D输出为低。如果B落后A90°，则输出为高。这样，一个D触发器就完成了方向识别的功能。最后将D触发器的输出端接到计数器的UP/DOWN控制端口上控制计数的方向。 ⑤计数部分： 74LS190是模10的UP/DOWN计数器。按图12连接两片74LS190可以实现模100的UP/DOWN计数器。最后将信号输出端接到带BCD译码的数码管上，显示当前计数。电路如图： 2.个人承担的工作： 程顺均的工作主要是负责方案的整体设计，任务以及魏淼 该电路的设计满足了前面对功能的叙述，能对码盘信号进行处理，具有计数、倍频辨别方向该同时由于 编码器信号产生电路 4倍频电路 鉴相器 模10UP/DOWN计数器74LS190 带BCD译码的数码管 正转 反转 正转 反转 正转