一款简单的波特率发生器制造技术

本实用新型专利技术公开了一款基于集成电路CD4060的波特率发生器，其包括一个可控多谐振荡电路、一个计数器电路、一个波特率信号输出电路以及一个复位电路。所述的可控多谐振荡电路由集成电路CD4060内部自带的振荡器以及外围电路构成，其振荡频率仅需由CD4060的9、10、11脚外接阻容元件来确定；所述计数器电路由集成电路4060内部的一个十四级二进制计数器构成，4060的12脚为计数器复位信号输入端；所述波特率信号输出电路由集成电路CD4060的4、5、6、7、13、14、15管脚及其对应连线构成；所述复位电路由4060的8和12管脚之间的微分电路构成，电阻R3、电容C2构成微分电路，人工复位按钮跨接于电容C2两端，复位信号由4060的管脚2输入。

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【技术实现步骤摘要】
一款简单的波特率发生器
本技术涉及一种简单的波特率发生器的技术，尤其是一种可以同时为不同终端设备同时提供不同波特率信号的波特率发生器，由于这个波特率发生器主要基于一块14级CMOS二进制计数器/振荡器电路，型号为CD4060，故只要设计一些相应的外围阻容元件，即可很容易地组成一个简单但很实用的波特率发生器，可以同时提供7种不同波特率信号。
技术介绍
嵌入式系统是一种专用的计算机系统，常作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统。一些比较复杂的嵌入式系统，基于性能的需求可能需要连接不同的终端设备，如磁带机、打印机、语声合成器、显示器等，而不同设备接口在传输数据时所要求的频率往往不同，所以嵌入式系统需要为每种终端设备提供不同的波特率发生器。比如嵌入式系通常利用串口连接不同终端设备，这里的串口一般是指UART口，不同的UART口可能需要不同的波特率发生器为其提供工作时钟频率。一般利用定时/计数器如8253电路或单片机（如51系列单片机）作为波特率发生器。我们通常不可能在不同的终端设备之间或不同的UART口之间使用同一个波特率发生器，但我们另外可以加若干个波特率发生器到计算机或不同终端里的UART中去。设计一个简单的波特率发生器，它仅使用一个CMOS集成电路就可提供7种不同波特率信号，这个波特率发生器主要基于一块14级CMOS二进制计数器/振荡器电路，型号为CD4060。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低廉、使用可靠、能方便同时为多种终端设备提供不同波特率信号的波特率发生设备。为实现上述目的，本技术提供一种可以同时产生7种不同波特率信号的波特率发生设备，其包括一个可控多谐振荡电路、一个计数器电路、一个波特率信号输出电路以及一个计数复位电路；所述的可控多谐振荡电路由集成电路CD4060内部自带的振荡器以及外围电路构成，其振荡频率仅需由CD4060的9、10、11脚外接阻容元件来确定，振荡器已在内部连接到所述计数器的时钟输入端；所述的计数器电路由集成电路4060内部的一个十四级二进制计数器构成，4060的12脚为计数器复位信号输入端，复位端12脚为高电平时，计数器开始计数，一个周期后在相应的管脚可以输出4分频到10分频，12分频到14分频的波特率信号；所述波特率信号输出电路由集成电路CD4060的4、5、6、7、13、14、15管脚作为不同波特率信号输出端子，利用对应连接线以选择所需的波特率信号输出；所述复位电路由4060的16和12管脚之间的微分电路构成，微分电路输出复位信号由4060管脚12输入。所述可控多谐振荡电路的外围元件电阻R1、预置电位器P1、电容C1串连接于管脚9、10之间，电阻R2连接4060管脚11以及电位器P1之间。所述计数复位电路，由电阻R3、电容C2串连接于工作地与4060管脚16之间构成微分电路，复位信号从电容C2非地端输出，人工复位按钮开关S跨接于电容C2两端。附图说明附图1、附图2、附图3、附图4用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，附图1是本技术设计核心元件CD4060内部电路功能框图。附图2是基于CD4060的波特率发生器电气原理图。附图3是微分运算电路结构图与输入输出波形分析图。附图4是由晶体管构成的复位电路。具体实施方式CD4060简介：这种波特率发生器之所以可以产生如此多的时钟信号，主要使用一块14级CMOS二进制计数器/振荡器电路CD4060，CD4060内部结构如附图1所示。由图1可知CD4060具有10个计数输出端。其内置了振荡电路，振荡器通过管脚9、10、11外接RC元件或石英晶体就可以形成可控多谐振荡，振荡器已在内部连接到计数器的时钟输入端，复位端R(12脚)为低电平时，计数器清零或复位（Q4~Q14输出皆为“0”），且振荡器使用无效；复位端R（12脚）为高电平时，由于外接的振荡定时元件控制产生一定频率的时钟脉冲信号，由时钟脉冲CP下降沿触发计数（如图1的/CP端），计数器开始计数，一个周期后在相应的管脚可以输出4分频到10分频，12分频到14分频的脉冲信号，其中Q14中的“14”即为14分频输出，其它类推。基于CD4060的波特率发生器：为了降低设计成本，我们设计的波特率发生器仅采用一个集成电路CD4060、三个电阻、两个电容和一个预置电位器组成，电路结构可划分为可控多谐振荡电路、计数器电路、波特率信号输出电路以及复位电路四部分，如附图2所示。上文已经指出CMOS集成电路4060是一个十四级二进制计数器，它带有一个内部振荡器，其振荡频率仅需由9、10、11脚外接R/C元件来确定，电阻R1、预置电位器P1、电容C1串连接于管脚9、10之间；电阻R2连接4060管脚11以及电位器P1之间。主振荡频率可以由以下公式计算：式中单位f为赫兹，R为欧姆，C为法拉。波特率发生器的工作过程:计数器的工作过程应该是这样的，由于4060的12脚为计数器复位端，计数器首先应置12脚为高电平以实现计数器清零或复位，这样可以使计数器的10个输出皆输出“0”电平，且振荡器使用无效。第二步使复位端（12脚）置“0”，计数器开始计数，一个周期后在相应的管脚就可以输出从4分频到10分频，12分频到14分频的脉冲信号，形成我们所要求的波特率，例如Q4即为4分频的波特率输出端，Q10为10分频的波特率信号输出端……。复位电路的设计:由R/C电路构成的微分电路的结构及其输入输出波形分析如附图3所示，图3可以看出，如果微分电路的输入电压为方波，则其输出为尖顶波。在计数器4060的12脚设计一个计数器复位电路，如图2所示电路中的电容C2与电阻R3构成的复位电路实际组成了一个微分运算电路。附图2电路中的复位电路工作原理可以这样描述，电源VCC上电时，电容C2充电，由于电容有端电压不能突变的特性，故在电阻R3上出现电压，使得计数器复位或清零;几个毫秒后，C2充满电，电阻R3上电流降为0，电压也为0，使得计数器进入工作状态，开始计数。为了方便控制计数器的工作，设计一个人工复位按钮，即在电容器C2两端添加一个轻触按钮S，如附图2所示。计数器正式工作期间，按下轻触按钮S，电容C2放电，在电阻R3上出现电压，使得计数器复位。松开按钮S，电容C2又充电，几个毫秒后，计数器又进入工作状态，开始计数。复位电路也可以如附图4所示设计，这种复位电路能够为计数器4060的12脚提供很准确的“0”电平，因此复位效果更好。波特率发生器的输出：当电源接通后，经过复位电路提供复位信号，计数器开始工作，这时计数器4060的各输出端就可以输出波特率时钟信号，如电路图2所示，按照图中所示参数，波特率发生器的不同输出端的频率如下表所示：波特率发生器各个管脚输出波特率表管脚Q4Q5Q6Q7Q8Q9Q10波特率（Bd/s）9600480024001200600300150各个输出不同波特率的线已经在电路图2中标出，我们可以用一个连接线连接不同的输出端子，以选择所需的波特率输出。调试：本振荡器可以用电位器P1调整到适当的频率。我们可以用示波器测量406本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一款简单的波特率发生器，其包括一个可控多谐振荡电路、一个计数器电路、一个波特率信号输出电路以及一个计数复位电路；所述的可控多谐振荡电路由集成电路CD4060内部自带的振荡器以及外围电路构成，其振荡频率仅需由CD4060的9、10、11脚外接阻容元件来确定，振荡器已在内部连接到所述计数器的时钟输入端；所述的计数器电路由集成电路4060内部的一个十四级二进制计数器构成，4060的12脚为计数器复位信号输入端，复位端12脚为高电平时，计数器开始计数，一个周期后在相应的管脚可以输出4分频到10分频，12分频到14分频的波特率信号；所述波特率信号输出电路由集成电路CD4060的4、5、6、7、13、14、15管脚作为不同波特率信号输出端子，利用对应连接线以选择所需的波特率信号输出；所述复位电路由4060的16和12管脚之间的微分电路构成，微分电路输出复位信号由4060管脚12输入。

【技术特征摘要】
1.一款简单的波特率发生器，其包括一个可控多谐振荡电路、一个计数器电路、一个波特率信号输出电路以及一个计数复位电路；所述的可控多谐振荡电路由集成电路CD4060内部自带的振荡器以及外围电路构成，其振荡频率仅需由CD4060的9、10、11脚外接阻容元件来确定，振荡器已在内部连接到所述计数器的时钟输入端；所述的计数器电路由集成电路4060内部的一个十四级二进制计数器构成，4060的12脚为计数器复位信号输入端，复位端12脚为高电平时，计数器开始计数，一个周期后在相应的管脚可以输出4分频到10分频，12分频到14分频的波特率信号；所述波特率信号输出电路由集成电路CD4060的4、5、6、7、13、...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建国，宁永香，崔建峰，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，崔建国，
类型：新型
国别省市：山西,14