方波振荡器演示电路制造技术

本发明专利技术为方波振荡器演示电路，电路包括一个运放组成的方波振荡器、AD芯片、单片机和两路由发光二极管组成的光柱，单片机通过AD芯片获得方波振荡器的正反馈电压和负反馈电压，然后点亮两个光柱，使一光柱的发光高度正比于正反馈电压，另一光柱的发光高度正比于负反馈电压。调低方波振荡器的振荡频率，用户可通过观察两路光柱的发光高度的变化，理解电路振荡的原理。将本发明专利技术应用于集成运放内容的教学，可直观演示由集成运放组成的方波振荡器的工作原理，提高教学成效。

【技术实现步骤摘要】
方波振荡器演示电路
本专利技术涉及一种集成运放组成的方波振荡器的工作原理演示电路，应用于模拟电子技术课程的集成运放内容的教学，属于电子

技术介绍
由集成运放组成的方波振荡器，是集成运放非线性应用的典型电路，大量应用于各式自动控制场合，也是模拟电子技术课程的教学重点。但集成运放组成的方波振荡器，涉及由电阻分压构成的无延迟正反馈、由阻容充放电构成的滞后负反馈，对于初学者而言，感觉比较难以理解其工作原理。而当前，还没见有合适的设备或教具，能直观演示集成运放组成的方波振荡器的工作原理。
技术实现思路
本专利技术提供方波振荡器演示电路，电路包括一个运放组成的方波振荡器、AD芯片、单片机和两路由发光二极管组成的光柱，单片机通过AD芯片获得方波振荡器的正反馈电压和负反馈电压，然后点亮两个光柱，使一光柱的发光高度正比于正反馈电压，另一光柱的发光高度正比于负反馈电压。方波振荡器还驱动一发光二极管D0，使D0亮灭对应方波振荡器输出的高低电平。调低方波振荡器的振荡频率，用户可通过观察两路光柱的发光高度的变化和发光二极管D0的亮灭，理解方波振荡电路的无延迟正反馈和滞后负反馈共同作用下，方波振荡器的输出电压交替变化，从而理解电路振荡的原理。本专利技术所采取的具体技术方案如下：方波振荡器演示电路，包括集成运放U1、单片机U2、AD芯片U3和U4、发光二极管D0～D24、电容C1和C2、电阻R1～R6、可调电阻RV1和三极管Q1，其中电阻R1的一端接电阻R2的一端、电阻R3的一端和电容C1的正极，电阻R1的另一端接+5V，电阻R2的另一端和电容C1的负极都接地；集成运放U1的正相输入端接电阻R3的另一端、电阻R4的一端和AD芯片U4的2脚，集成运放U1的反相输入端接可调电阻RV1的移动端和一固定端、AD芯片U3的2脚和电容C2的正极，电容C2的负极接地，集成运放U1的输出端接电阻R4的另一端、电阻R5的一端和可调电阻RV1的另一固定端；三极管Q1的基极接电阻R5的另一端，发射极接地，集电极接发光二极管D0的负极，发光二极管D0的正极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接+5V；AD芯片U3的3脚接+5V，6脚接单片机U2的P1.0口，7脚接单片机U2的P1.2口，8脚接单片机U2的P1.1口；AD芯片U4的3脚接+5V，6脚接单片机U2的P1.5口，7脚接单片机U2的P1.7口，8脚接单片机U2的P1.6口；发光二极管D1～D8的负极，依序接单片机U2的P0.0～P0.7口，发光二极管D9～D16的负极，依序接单片机U2的P2.0～P2.7口，发光二极管D17～D24的负极，依序接单片机U1的P3.0～P3.7口，发光二极管D1～D24的正极都接+5V；发光二极管D1～D12从低到高排列，形成一光柱，发光二极管D13～D24也从低到高排列，形成另一光柱，发光二极管D0置于两光柱的中间的顶部；集成运放U1采用输出端为轨到轨特性的运放，单片机U2采用AT89C51单片机，AD芯片U3和U4采用MAX1240芯片。单片机U2内含程序，程序不断重复(1)访问AD芯片U3，获取AD芯片U3的2脚的电压值V1；(2)点亮发光二极管D1～D12中的若干个，使发光二极管D1～D12所成的光柱的发光高度正比于电压值V1；(3)访问AD芯片U4，获取AD芯片U4的2脚的电压值V2；(4)点亮发光二极管D13～D24中的若干个，使发光二极管D13～D24所成光柱的发光高度正比于电压值V2。本专利技术的有益效果：将本专利技术应用于模拟电子技术的集成运放内容的教学，可直观演示由集成运放组成的方波振荡器的工作原理，提高教学成效。附图说明图1为本专利技术的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1所示，方波振荡器演示电路，包括集成运放U1、单片机U2、AD芯片U3和U4、发光二极管D0～D24、电容C1和C2、电阻R1～R6、可调电阻RV1和三极管Q1，其中电阻R1的一端接电阻R2的一端、电阻R3的一端和电容C1的正极，电阻R1的另一端接+5V，电阻R2的另一端和电容C1的负极都接地；集成运放U1的正相输入端接电阻R3的另一端、电阻R4的一端和AD芯片U4的2脚，集成运放U1的反相输入端接可调电阻RV1的移动端和一固定端、AD芯片U3的2脚和电容C2的正极，电容C2的负极接地，集成运放U1的输出端接电阻R4的另一端、电阻R5的一端和可调电阻RV1的另一固定端；三极管Q1的基极接电阻R5的另一端，发射极接地，集电极接发光二极管D0的负极，发光二极管D0的正极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接+5V；AD芯片U3的3脚接+5V，6脚接单片机U2的P1.0口，7脚接单片机U2的P1.2口，8脚接单片机U2的P1.1口；AD芯片U4的3脚接+5V，6脚接单片机U2的P1.5口，7脚接单片机U2的P1.7口，8脚接单片机U2的P1.6口；发光二极管D1～D8的负极，依序接单片机U2的P0.0～P0.7口，发光二极管D9～D16的负极，依序接单片机U2的P2.0～P2.7口，发光二极管D17～D24的负极，依序接单片机U1的P3.0～P3.7口，发光二极管D1～D24的正极都接+5V；发光二极管D1～D12从低到高排列，形成一光柱，发光二极管D13～D24也从低到高排列，形成另一光柱，发光二极管D0置于两光柱的中间的顶部；集成运放U1采用输出端为轨到轨特性的运放，单片机U2采用AT89C51单片机，AD芯片U3和U4采用MAX1240芯片。集成运放U1及其外围元件构成了个单电源工作的方波振荡器，其中电阻R1和R2串联分压，提供约1V基准电压，确保正反馈端电压大于0，使单电源条件下方波振荡器能正常工作。电阻R3和R4串联分压，提供无延迟正反馈，电容C2和可调电阻RV1组成的RC充放电电路，提供滞后负反馈。单片机U2内含程序，程序步骤为：(1)访问AD芯片U3，获取方波振荡器的负反馈电压值V1；(2)计算N1＝V1*12/Vref，点亮发光二极管D1～D12中的前M1个，M1为小于或等于N1的最大整数，使发光二极管D1～D12所成的光柱的发光高度正比于电压值V1；(3)访问AD芯片U4，获取方波振荡器的正反馈电压值V2；(4)计算N2＝V2*12/Vref，点亮发光二极管D13～D24中的前M2个，M2为小于或等于N2的最大整数，使发光二极管D13～D24所成的光柱的发光高度正比于电压值V2；(5)返回步骤(1)。其中的Vref为AD芯片U3和U4进行模数转换的参考电压值。发光二极管D1～D12所成的光柱，用于表示负反馈电压值，由于负反馈电压是电容充放电形成，具有滞后特征，把此光柱称为滞后光柱；发光二极管D13～D24所成的光柱，用于表示正反馈电压值，由于正反馈电压是电阻串联分压形成，同步于输出电压，把此光柱称为同步光柱。通电，可观察到发光二极管D0缓慢闪烁，调节RV1，D0闪烁速度会发生改变，表明调节RV1，可调节方波振荡器的振荡频率；当D0闪烁时，可以看到同步光柱的发光高度也在同步变化，D0亮时，同步光柱的发光高度高，D0灭时，同步光柱的发光高度低，表明正反馈电压同步于输出电压，无时间滞后；当D0亮时，可以观察滞后光柱的发光高度渐上升，表明输出高电平正对电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.方波振荡器演示电路，其特征是：包括集成运放U1、单片机U2、AD芯片U3和U4、发光二极管D0～D24、电容C1和C2、电阻R1～R6、可调电阻RV1和三极管Q1，其中电阻R1的一端接电阻R2的一端、电阻R3的一端和电容C1的正极，电阻R1的另一端接+5V，电阻R2的另一端和电容C1的负极都接地；集成运放U1的正相输入端接电阻R3的另一端、电阻R4的一端和AD芯片U4的2脚，集成运放U1的反相输入端接可调电阻RV1的移动端和一固定端、AD芯片U3的2脚和电容C2的正极，电容C2的负极接地，集成运放U1的输出端接电阻R4的另一端、电阻R5的一端和可调电阻RV1的另一固定端；三极管Q1的基极接电阻R5的另一端，发射极接地，集电极接发光二极管D0的负极，发光二极管D0的正极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接+5V；AD芯片U3的3脚接+5V，6脚接单片机U2的P1.0口，7脚接单片机U2的P1.2口，8脚接单片机U2的P1.1口；AD芯片U4的3脚接+5V，6脚接单片机U2的P1.5口，7脚接单片机U2的P1.7口，8脚接单片机U2的P1.6口；发光二极管D1～D8的负极，依序接单片机U2的P0.0～P0.7口，发光二极管D9～D16的负极，依序接单片机U2的P2.0～P2.7口，发光二极管D17～D24的负极，依序接单片机U1的P3.0～P3.7口，发光二极管D1～D24的正极都接+5V；发光二极管D1～D12从低到高排列，形成一光柱，发光二极管D13～D24也从低到高排列，形成另一光柱，发光二极管D0置于两光柱的中间的顶部；集成运放U1采用输出端为轨到轨特性的运放，单片机U2采用AT89C51单片机，AD芯片U3和U4采用MAX1240芯片。...

【技术特征摘要】
1.方波振荡器演示电路，其特征是：包括集成运放U1、单片机U2、AD芯片U3和U4、发光二极管D0～D24、电容C1和C2、电阻R1～R6、可调电阻RV1和三极管Q1，其中电阻R1的一端接电阻R2的一端、电阻R3的一端和电容C1的正极，电阻R1的另一端接+5V，电阻R2的另一端和电容C1的负极都接地；集成运放U1的正相输入端接电阻R3的另一端、电阻R4的一端和AD芯片U4的2脚，集成运放U1的反相输入端接可调电阻RV1的移动端和一固定端、AD芯片U3的2脚和电容C2的正极，电容C2的负极接地，集成运放U1的输出端接电阻R4的另一端、电阻R5的一端和可调电阻RV1的另一固定端；三极管Q1的基极接电阻R5的另一端，发射极接地，集电极接发光二极管D0的负极，发光二极管D0的正极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接+5V；AD芯片U3的3脚接+5V，6脚接单片机U2的P1.0口，7脚接单片机U2的P1.2口，8脚接单片机U2的P1.1口；AD芯片U4的3脚接+5V，6脚接单片机U2的P1.5口，7脚接单片机U2的P1.7口，8脚接单片机U2...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦忠善，邓云，李显圣，
申请(专利权)人：广西职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广西,45