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2分钟教你如何产生1Hz频率,你还有更好的方法吗

 山峰云绕 2022-05-14

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频率为1Hz的波形,它的一个周期需要一秒的时间,那用什么电子器件可以产生这样的波形呢?

只需要非常少的外围电路,五五定时器可以产生1Hz的频率,但是这个1Hz的频率误差比较大,比如这个电容电阻稍有误差就会对频率产生影响,所以产生的1Hz不准确。

用单片机编程的方式可以产生比较准确的1Hz频率,但是我觉得这样有点大材小用,因为我们只是要产生1Hz的频率,不需要MCU这样复杂的器件。

接下来分享一个用晶振产生1Hz的办法,这里举例采用的是32768Hz的晶振,我们需要给他搭建外围电路,他才能在一秒之内产生32768个这样的频率。

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因为32768是2的15次方,所以可以通过逐级分频的办法,把32768Hz分频成1Hz。重点是如何分频呢?边沿D行触发器可以很好地完成分频任务。

这是它的内部原理图,是由门电路组成的,对于原理图我们不需要细究,只需要搞懂它是怎么工作的就可以了。

它的电路符号,时钟输入,数据输入,Q和Q非是他的输出,对照他的功能表可以看到,比如我们给的输入1,此时Q还没有输出,必须得等时钟的上升沿到来,也就是时钟信号由0变1时Q才能输出1,而Q非输出0。

Q非的输出和D输入永远是相反的,那如果我们把Q非的输出连接到他的D输入会发生什么呢?

比如最开始D输入是1,当时钟信号由0变1时 Q开始输出1而Q非输出零,此时Q非会把这个0反馈到输入,等下一个上升沿来临,Q又输出0,以此往复,他的输出就会一直改变。

但是他的输出波形比时钟输入稀疏了一半,所以就实现了分频。比如输入的是2Hz,则它的输出Q就是1Hz。

这样我们把32768Hz进入到触发器的输入,它就能输出16384Hz的频率,然后我们串联15个D型边沿触发器,它就能输出比较准确的1Hz频率。

在实际操作中,我们可以使用简单的集成电路来实现,比如CD4060加74HC74,CD4060是一个14级二进制计数器,它内部其实就是14个触发器组成。

而且还可以搭配32.768K晶振使用,这样最后的频率是2Hz,因为它内部只有14个触发器,而我们需要15个。

所以接下来74HC74就派上用场了,它内部只有两个触发器,我们只需要用到里面的一个,这样就能把2Hz变成1Hz。

当然直接用两个CD4060也是可以产生1Hz频率的,但是另外一个4060只用到了里面的一个触发器,个人觉得这样有点浪费,所以选择74HC74,这样可以实现最大的利用率。关于产生1Hz的频率,你还有哪些好的办法呢?欢迎在下方评论区留言。

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