一種改進(jìn)的實用型頻率計設(shè)計方法

1、一種改進(jìn)的實用型頻率計設(shè)計方法.txt丶喜歡的歌，靜靜的聽，喜歡的人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的看我笑了當(dāng)初你不挺傲的嗎現(xiàn)在您這是又玩哪出呢？ 本文由roufeng290貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 現(xiàn)代電子技術(shù) # $ 年第 # 期總第 # 期 ! $% # & ! 電子元器件 一種改進(jìn)的實用型頻率計設(shè)計方法 彭 華 ! 譚洪濤 ! 康小平 ! 張學(xué)平 重慶通信學(xué)院 摘 重慶 #$% $& 要 (介紹了一種實用型頻率計的實現(xiàn)方法 !主要包括該頻率計的硬件組成和工作原理 )部分內(nèi)容 *該頻率計采用簡 捷 的信號放大硬件設(shè)計 !使得在應(yīng)用較少元件的情況下

2、實現(xiàn)對輸入信號的放大 *通過硬件和軟件的結(jié)合 !該頻率計準(zhǔn)確地實 現(xiàn) 對輸入信號頻率的計算 ! 能保證在 + 以下頻段范圍內(nèi)對輸入信號的計算精度達(dá)到 /-. 在 $ $,-. 測量頻段范圍 $,-. * 0+ 內(nèi) ! 該頻率計能準(zhǔn)確計算幅度大于 % $12 輸入信號的頻率 ! 具有較高的靈敏度 * 簡單實用 3 精度較高 3 靈敏度較高等特點 ! 使得該頻率計能夠廣泛應(yīng)用于實驗室 3 高頻信號測量等眾多應(yīng)用環(huán)境 * 關(guān)鍵詞 ( 頻率計 4 實用型 4 高精度 4 高靈敏度 中圖分類號 (5 % / 6% 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 (7 文章編號 (/ $ % % $ & ) $ & $ $ # 8 9 )

3、$ ) 8 ) : ; = AC ED G JKEL MB M P HD BJ ? BD F HI D O Q H N 6 ST -U ! WS -X ZV ! R V5 Y X WST 9 V Y ! -WST 9 Z Z _ X U Y b Y cY X a X Z Za 11U Ya e Z ! b Y cY ! $ $ & a V Yd Xe a X Z Z # $ % ! bY VX f hjl( bm nX U g i i 5 V Yno dmVY p pV XnV k q e VrY X nd ed1X nWY dY Y eo b Vo n . o sV V q 1t o b X

4、 Ymd b npV d U o m Y Y V o n V Y b n Z X 1VqpXrY n d et Y o Vm dd nZ u m Y Y Z U d pV ! bmd1X ndY V eq m Y ep em Y q q 1 V 1 b Y U V m s Z b t odYde VsU Y qX e Y V d b nd YX /-.p b Y U sU Y qmX X $-. $,-.WY V Vd e b nc d s nd qV odYnVbX s m m Y nc d d s b X+ U m Y e XV eU c V X Z nV $12! XbZ mY x mX

5、 X b Y U V pb m 1 o mU e nwZ b Y% Z m b m q Y s m1V d VVnt V Y b ndm7 moX b m 1 m m q 1 V pe mo V Y q e U YewV oXb n d VVn b ndmpbd Y eo e Y nd ebZ X Y b mY x!bmd1X ndYw bd m V oV V! b nd YV obZ U 1 d m U Y V t X y jh d1X nV V4 b X 4 b mY x z | (q 14 nd ebZ d nd Y bZ m m q b npVo n1 t b X VYX b npVV

6、 oms n!bmd1X ndYde e b nc d s b Y U m Y e Vo n V Ymv bd1wY X s Vo n Y X q 1 V Vd VsU Y qX V pV U Z 該 頻 率 計 需 要 的 硬 件 較 少3 結(jié) 構(gòu) 較 簡 單! 在 $ 0 測量頻段范圍 內(nèi) 測 量 精 度 為 /-. 輸 入 靈 敏 度 為 + $,-. ! 能夠較好地適用于實驗室 3 高頻信號測量等場 %0& $ $12! 合 * /是該頻率計的方框圖 ! 圖 主要由信號放大電路 3 單片 機(jī)及其外圍電路 3 液晶顯示電路幾部分組成 * / / 頻率放大與分頻處理電路 t 信 號 頻 率

7、 低 于 /,-. 放 大 電 路 采 用 兩 級 放 大 電 路 的 進(jìn)行處理 !如圖 )所示 (第一級運用一個三極管 / 對輸 $# 入 信號放大 !放大量約 & 倍 !放大后信號幅度達(dá)到 %2 左 $ 右 4第二級用另一個三極管 / 接成射隨器 !即能夠穩(wěn)定 $# 放大后的信號同時可以對信號放大前后進(jìn)行隔離 ! 信號 經(jīng) 過 這一級放大約為 /倍 !信號幅度仍為 %2*在 $ 0/,-. 頻段范圍內(nèi) ! 輸入靈敏度為 % $12* 圖 / 頻率計方框圖 信 號 頻 率 高 于 / $,-. 放 大 電 路 也 采 用 兩 級 放 大 的 $ 電路處理 ! 如圖 )所示 * 不同的是放大器

8、由高速兩輸入與非 門 8 -a $ 實現(xiàn) *第一級與非門的靜態(tài)工作電壓由 )個 / # $S ,$ 電阻分壓獲得 !為 %2!在輸入信號一個周期內(nèi) (正半 周 期內(nèi) !與非門判為高電平輸入 !輸出為 5 %低電平 !約 5 為 /24 負(fù)半周期內(nèi) ! 與非門判為低電平輸入 ! 輸出為 5 % 5 高 電平 ! 約為 % #2* 第二級與非門用于對第一級的輸出信 t 號進(jìn)行整形 !得到穩(wěn)定的 5 %輸出放大電平 *在這一頻段 5 范圍內(nèi) ! 輸入靈敏度為 & $12* 信號經(jīng)過隔直流電容和二極管限幅網(wǎng)絡(luò)輸入 ! 兩個 測 量頻段的轉(zhuǎn)換由圖中的人工開關(guān)控制 ! 當(dāng)開關(guān) /腳 和 %腳 ! 硬件組成

9、及框圖 該頻率計主要由 %部分組成 ( 輸入信號放大電路 3 單片 機(jī) 及其外圍電路 3 顯示電路部分 * 其中 ( 輸入信號放大電路 又 分 為 頻 率 低 于 /,-. 大 電 路 和 頻 率 介 于 / $,-. 放 0+ 放大電路 4 單片機(jī)及其外圍電路主要完成對輸入信號頻 率 進(jìn) 行分頻 3 計數(shù)計算 ! 并將處理后的值送到液晶顯示電路進(jìn) 行顯示等功能 * 收稿日期 () $ $ ) $& 8 % 8 & 儀器與儀表 彭 華等 8 一種改進(jìn)的實用型頻率計設(shè)計方法 直流工作點 * # . 顯示電路 + 相接時為 ! #$%& 量 頻 段 當(dāng) 開 關(guān) #腳 和 (腳 相 接 時 測 為

10、# !$%& 測量頻段 * ) - %/ ! ! 的 計 數(shù) 結(jié) 果 與 單 片 機(jī) 內(nèi) 部 計 數(shù) 值 合 到 一 . . .0 起,通過二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換處理后通過 2 口送到液晶顯示模 # 塊 A B ) (顯 示 出 來 * 采 用 A B ) (是 因 為 其 占 用 單 片 / #! / #! 機(jī)資源極少 , 并且可以顯示提示信息 * 如果采用數(shù)碼 管 顯 示, 在工作時需要單片機(jī)掃描 , 則占用單片機(jī)資源較多 * 特 別值得注意的是 , 液晶顯示模塊 A B ) (的直流工作電壓 / #! 不能超過 ?, 以避免燒毀 , 因此應(yīng)將直流電壓先經(jīng) - ! =? 穩(wěn)壓后再加到液晶模塊 * C

11、 工作原理 圖 ( 信號放大電路 # ( 閘門電路 + ( # 工作原理 + 閘門電路的作用是控制對放大后的輸入信號進(jìn)行分頻 和 計數(shù)的開關(guān) , 由一個兩輸入與非門 - %/ ! 實現(xiàn) * 計數(shù) . !0 閘門的開啟 1 關(guān)閉由單片機(jī)軟件通過 2 + 口 406 7 3( 5 ! 控制 8 當(dāng) 5 !置低電平時 , 閘門開啟 1 利用單片機(jī)內(nèi)部軟件開始 06 計數(shù) ,信號通過 - %/ ! ! 分頻后進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行計數(shù) . . .0 當(dāng) 軟件計數(shù)滿 #9 ,5 !置高電平 ,計數(shù)閘門關(guān)閉 ,通 后 06 過 2 口 , (口的前 .位和計數(shù)器 6 讀取計數(shù)值 ,計算輸 ! ! 2 入 信號頻率

12、并進(jìn)行顯示 * 后續(xù)每秒循環(huán)開啟 1 關(guān)閉閘門 , 更 新測得的頻率并加以顯示 * # 3 單片機(jī)及其外圍電路 + 該頻率計工作原理比較簡單 8 放大信號首先經(jīng)過 # 分 ( 頻 器進(jìn)入單片機(jī) , #9 在 內(nèi)計數(shù)器 6 對分頻后的信號進(jìn)行 ! 計數(shù) 4 單片機(jī)內(nèi)部計數(shù)器 6 設(shè)置成 # 位計數(shù)器狀態(tài) 7 這 ! ) , 樣 # 位二進(jìn)制計數(shù)器和內(nèi)部計數(shù)器 6 共同構(gòu)成 ( 位二 ( ! = 進(jìn) 制計數(shù)器 然后從 2 口 , (口的前 .位口和 6 讀取計 ! ! 2 數(shù) 值 將計數(shù)值進(jìn)行二 1十進(jìn)制轉(zhuǎn)換 ,最后將結(jié)果由 2 口 # 輸出顯示 * 當(dāng) 輸入信號頻率為 ) 時 由 ! !$%&

13、, . . 的 D# 腳輸出 ( # ( 頻率 ) ?: , ! (= !$E ,約 # %& 而 6 的最高計數(shù)頻率為 # + E ( 4 ( 7 約 ( !: ,遠(yuǎn)大于 # %& 單片機(jī)內(nèi)部計數(shù)器 # F. , ? %& ?: , 能保證計數(shù)的準(zhǔn)確性 *( 位二進(jìn)制計數(shù)器最高計數(shù)數(shù)值為 = ( = 因此能夠保證在 ! !$%& 測量范圍內(nèi) ) 3 3* ) ( G( =. ?. ) 計數(shù)精度為 #%& * ( ( 單片機(jī)工作流程 + 單片機(jī)外圍電路主要由分頻電路和時鐘電路組成 * 分 頻 電 路 主 要 由 - %/ ! ! (分 頻 器 構(gòu) 成 , 對 放 大 . . . 0# 后 的信

14、號進(jìn)行分頻處理 # 分頻 , 其結(jié)果通過 # 只 #: 電 ( ( ; 阻 并行送入單片機(jī)的 2 口和 2 口的前 .位 , (分頻器的 ! ( # 復(fù)位由 2 + 口 406 7 控制 , 如圖 3所示 * 33 5 # 單片機(jī)工作流程如圖 .所示 * 單片機(jī)將計數(shù)結(jié) 果 送 往 液 晶模塊顯示時 , 首先顯示第一行 , 順序從左向右逐位顯 示, 然后顯示第二行 * 執(zhí)行完顯示程序后 , 單片機(jī)程序跳 轉(zhuǎn)到下一計數(shù) 1 計算 1 顯示周期 , 循環(huán)工作 * 圖 . 單片機(jī)工作流程圖 圖 3 單片機(jī)外圍電路與顯示電路 時鐘電 路 由 單 片 機(jī) 第 # 腳 外 接 # + 晶 ?, 在 各 個

15、 模 塊 的 直 流 輸 入 并 接 電 解 電 容 用 以 穩(wěn) 定 H 結(jié) 語 該頻率計的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單 1 精度和靈敏度較高 * 下轉(zhuǎn)第 = 頁 7 4 ( ) 微電子技術(shù) 李 麗等 C 一種 M 新型邏輯單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計 : 表 ! 快速進(jìn)位鏈的延時模型 第一個邏輯塊 第二個邏輯塊 第三個邏輯塊 第四個邏輯塊 $ % & $ % & $ % & $ % & # # # # # # # # # # # # # # # # $ # % # & # # & ( ) + ) + + ( $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , *

16、 $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) 表 . 改進(jìn)的行波進(jìn)位結(jié)構(gòu)和兩級超前 進(jìn)位結(jié)構(gòu)實現(xiàn) /位進(jìn)位邏輯的延時 0 超前進(jìn)位 行波進(jìn)位 $ % & ( + ) - * $ $ & + , $ % & ( ) ) $ $ $ $ $ $ $ & + $ $ $ $ ( ( ( ( ) % + - $ $ $ $ $ % % + % , % + - , % $ - 一 個 就可以實現(xiàn)了基本全加器4但在實際電路 的 應(yīng) 用 # 中4 在加法器的輸入

17、端會出現(xiàn)一些附加電路 D 如乘法器中的 % 4 7, :EF 等簡單門 G A $ B 就不得不用整個 輸入 6H 去實現(xiàn)這些附加邏輯 4 而且 4 他最高也僅能夠?qū)崿F(xiàn) 個輸入 的 邏輯函數(shù) 4 因此就占有了較多的硬件資源 3 同時 4 由于輸 出 端的局限 4 使得每個 一次只能實現(xiàn)一個邏輯運算 4 不 # 能 合理有效地利用硬件資源 3 則相對于 A $ B4 7 , 的這種 結(jié) 構(gòu)設(shè)計節(jié)省了電路所需的 4 # 這不僅將減少所需的硬件 資源 4 同時還將減少互連線的負(fù)擔(dān) 4 進(jìn)一步地提高時 延 特 性3 表 I 資源利用率比較 電路 進(jìn)位選 選 $ K LM 結(jié) K J位 多路選 構(gòu)的 序

18、列 擇$位 + N 乘法器 加法器 擇器 發(fā)生器 D $位 G & 一次群 幀同步 碼檢測 電路 $ % J 交織 編碼器 1 邏輯單元資源利用率的評估 本 文 所 設(shè) 計 的 這 種 結(jié) 構(gòu) 可 用 來 實 現(xiàn) 任 意 輸 入 的 # 邏輯函數(shù)和某些高達(dá) $ 個變量的輸入函數(shù) 2 這種結(jié)構(gòu)還可 $ 以同時實現(xiàn)兩個任意 &輸入邏輯函數(shù)或最多 (輸 入 的 某 些 函 數(shù) 3 在這種 中 4 當(dāng)對 567 4567 4 和 567 的 ( ) * # 選 擇端配置為 8 9時 4 #可提供 %個函數(shù)發(fā)生器 4分別實 , 現(xiàn) %個任意 &輸入函數(shù) 4 或 者 部 分 (輸 入 的 邏 輯 函 數(shù)

19、3 如 果將 567 的選擇端配置為 8 9 567 的選擇端配置 ,4 * ( 為 8 9時 4可以實現(xiàn)任意 輸入的邏輯函數(shù) 4或者 ( $ 個 $ $ 輸 入的邏輯函數(shù)3如果利用 中的級聯(lián)鏈可以實 現(xiàn) 更 高 # 扇 入的邏輯函數(shù) 4增加了函數(shù)的實現(xiàn)能力 3同時 4每個 # 中所具有的兩個寄存器和多端輸出特性也都大大地提高了 硬件資源利用率 3 在 實現(xiàn)函數(shù)能力上 4 由于涉及的因素很多 4 利用數(shù)字通 信系統(tǒng)中的一些典型電路進(jìn)行比較 3 所采用的方法是將 這 些 電路手工映射到所設(shè)計的 中4得出實現(xiàn)電路 所 需 的 # 數(shù)量 4 并和利用 :; 公司 A $ B 器件的實現(xiàn)電路 # ?

20、= 7, 所需的 數(shù)量進(jìn)行比較 4 結(jié)果見表 & 3 # 從表 &中可以清楚地得出這樣一個結(jié)論 C 實現(xiàn) 同 一 電 路4 用所設(shè)計的 所需的個數(shù)顯著地少于用 A $ B 所 # 7, 需 的 個數(shù) 4 有時甚至減少一半 3 雖然 A $ B 也是用 # 7, 作者簡介 李 劉 麗 橋 用A , 7$ B 占用 的個數(shù) # 用所設(shè)計 # 所需的個數(shù) % % * & * $ + % $ ( & & ) $ * 參 考 文 獻(xiàn) O P QRTS=;K $ S = ; 4: A M U?4L W Y Z = R ? ; V=XK S R W5= V = V UU? ; ?=:? O P Y T= R

21、_ _? =M Z X V=S WV ( -Y a A 4$ * 4- ) C$, ) $, & A A * & $D G O P K VVU? T ? RW M % T S =# Z# ? S V :W OPYA A Y X a A 4: a , , % C$ - $ ) L % , 4D G & O P :S ? 4# =? : = R; 6H W# Z & = V R ?; V# R Y ;f= W ?= ? # ? V :K OPYA A , & & $ + R M S X a A 4% , C$ & & Y 女 4$ ) 年出生 4 貴州大學(xué)電路與系統(tǒng)專業(yè)研究生 3 * 男 4$ (

22、 年出生 4 貴州大學(xué)電路與系統(tǒng)專業(yè)研究生導(dǎo)師 4 微電子專業(yè)博士生導(dǎo)師教授 3 *( 科學(xué)技術(shù)出版社 4$ * Y * O P 熊軍鋒 4 陳霞 Y用 :H- K $制作高精度數(shù)字頻率計 OPY % *( X 無線電 4% , 4 $ G + & Y , *D % C& ) O P 余永權(quán) Y 5A - 系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) O & :H * 5PY北京 C 北 京航空航天大學(xué)出版社 4% , Y ,% O P 赫建國 4劉立新 4黨劍生 Y嵌入式頻率計的設(shè)計 OPY現(xiàn)代 X 電子技術(shù) 4% , 4% + C) - Y , & +D G - , gggggggggggggggggggggggg

23、ggggggggggggggggggggggggggggg 上接第 ) 頁 G + D 在實際制作時 4為進(jìn)一步提高精度 4單片機(jī)的時鐘電路 可以選擇溫補(bǔ)晶振 4 制作印制版過程中應(yīng)在高頻放大電路外 加屏蔽措施 4 以免造成干擾 3 由于 ) b# , 的輸入頻率分 ,E 辨上限為 + ,5bh 因此若要進(jìn)一步提高頻率檢測范圍 4 就 4 應(yīng)采用分頻比和靈敏度更高的芯片配合輔助電路實現(xiàn) 3 參 考 文 獻(xiàn) 頻率計數(shù)器 O O P 徐彤 4張巖 4司鏹 Y ,5bh $ $ 5PY江西 C江西 % 一種改進(jìn)的實用型頻率計設(shè)計方法 作者： 作者單位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次數(shù)

24、： 彭華， 譚洪濤， 康小平， 張學(xué)平， PENG Hua， TAN Hongtao， KANG Xiaoping， ZHANG Xueping 重慶通信學(xué)院重慶 現(xiàn)代電子技術(shù) MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE 2005，28(22) 1次 參考文獻(xiàn)(4條) 1.徐彤.張巖.司鏹 10 MHz頻率計數(shù)器 1999 2.熊軍鋒.陳霞 用AT89S51制作高精度數(shù)字頻率計期刊論文-無線電 2004(12) 3.余永權(quán) ATMEL89系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 2002 4.赫建國.劉立新.黨劍生 嵌入式頻率計的設(shè)計期刊論文-現(xiàn)代電子技術(shù) 2003(06) 相似文獻(xiàn)(2條) 1.期刊

25、論文 龔曉暉.袁赟.柯煒.殷奎喜.GONG XIAOHUI.YUAN YUN.KE WEI.YIN KUIXI 基于等精度原理雙蹤頻率計的設(shè)計 微計算機(jī)信息2007,23(16) 介紹了一種實用型雙蹤頻率計的實現(xiàn)方法,內(nèi)容主要包括該頻率計的工作原理和硬件結(jié)構(gòu)以及軟件仿真結(jié)果.該頻率計采用等精度測量的原理,通過硬件和軟件 的結(jié)合,實現(xiàn)對同時輸入的兩路信號頻率精確的測量,并能夠保證在100MHz以下頻段范圍內(nèi)對輸入信號的測量精度達(dá)到1Hz,具有較高的靈敏度.該頻率計具有的可雙 蹤測量、簡單實用、精度較高、靈敏度較高等特點,使其能夠廣泛應(yīng)用于實驗室、高頻信號測量等眾多環(huán)境,具有相當(dāng)廣闊的使用前景.

26、2.期刊論文 李鵬.于洪珍.徐小民.王超.LI Peng.YU Hong Zhen.XU Xiao Min.WANG Chao 基于鎖相環(huán)技術(shù)的頻率合成器的 研究 -微型機(jī)與應(yīng)用2009,28(9) 針對鎖相環(huán)技術(shù)頻率合成器的教學(xué)實驗演示,采用間接式頻率合成技術(shù),結(jié)合鎖相環(huán)技術(shù)以及CPLD技術(shù)等相關(guān)技術(shù),設(shè)計了一種新的實用型頻率合成器.本文所 設(shè)計的電路,通過鍵盤輸入,數(shù)碼管實時顯示,方便直觀地演示了頻率合成器,達(dá)到了預(yù)期的要求和效果.與以前設(shè)計的電路相比較,在性能指標(biāo)、用于演示的直觀性 和可操作性方面都有了一定的提高,它不僅可以用于教學(xué)實驗演示,還可以用作頻率源、頻率計等. 引證文獻(xiàn)(1條)

27、 1.劉竹琴.白澤生 一種基于單片機(jī)的數(shù)字頻率計的實現(xiàn)期刊論文-現(xiàn)代電子技術(shù) 2010(1) 本文鏈接：/Periodical_xddzjs.aspx 授權(quán)使用：西安工業(yè)大學(xué)(xagydx)，授權(quán)號：fa-bfd9-487b-b05c-9e 下載時間：2010年11月1日 1本文由roufeng290貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 現(xiàn)代電子技術(shù) # $ 年第 # 期總第 # 期 ! $% # & ! 電子元器件 一種改進(jìn)的實用型頻率計設(shè)計方法 彭 華 ! 譚洪濤 ! 康小平 !

28、張學(xué)平 重慶通信學(xué)院 摘 重慶 #$% $& 要 (介紹了一種實用型頻率計的實現(xiàn)方法 !主要包括該頻率計的硬件組成和工作原理 )部分內(nèi)容 *該頻率計采用簡 捷 的信號放大硬件設(shè)計 !使得在應(yīng)用較少元件的情況下實現(xiàn)對輸入信號的放大 *通過硬件和軟件的結(jié)合 !該頻率計準(zhǔn)確地實 現(xiàn) 對輸入信號頻率的計算 ! 能保證在 + 以下頻段范圍內(nèi)對輸入信號的計算精度達(dá)到 /-. 在 $ $,-. 測量頻段范圍 $,-. * 0+ 內(nèi) ! 該頻率計能準(zhǔn)確計算幅度大于 % $12 輸入信號的頻率 ! 具有較高的靈敏度 * 簡單實用 3 精度較高 3 靈敏度較高等特點 ! 使得該頻率計能夠廣泛應(yīng)用于實驗室 3 高頻

29、信號測量等眾多應(yīng)用環(huán)境 * 關(guān)鍵詞 ( 頻率計 4 實用型 4 高精度 4 高靈敏度 中圖分類號 (5 % / 6% 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 (7 文章編號 (/ $ % % $ & ) $ & $ $ # 8 9 ) $ ) 8 ) : ; = AC ED G JKEL MB M P HD BJ ? BD F HI D O Q H N 6 ST -U ! WS -X ZV ! R V5 Y X WST 9 V Y ! -WST 9 Z Z _ X U Y b Y cY X a X Z Za 11U Ya e Z ! b Y cY ! $ $ & a V Yd Xe a X Z Z # $ % ! bY

30、VX f hjl( bm nX U g i i 5 V Yno dmVY p pV XnV k q e VrY X nd ed1X nWY dY Y eo b Vo n . o sV V q 1t o b X Ymd b npV d U o m Y Y V o n V Y b n Z X 1VqpXrY n d et Y o Vm dd nZ u m Y Y Z U d pV ! bmd1X ndY V eq m Y ep em Y q q 1 V 1 b Y U V m s Z b t odYde VsU Y qX e Y V d b nd YX /-.p b Y U sU Y qmX X

31、$-. $,-.WY V Vd e b nc d s nd qV odYnVbX s m m Y nc d d s b X+ U m Y e XV eU c V X Z nV $12! XbZ mY x mX X b Y U V pb m 1 o mU e nwZ b Y% Z m b m q Y s m1V d VVnt V Y b ndm7 moX b m 1 m m q 1 V pe mo V Y q e U YewV oXb n d VVn b ndmpbd Y eo e Y nd ebZ X Y b mY x!bmd1X ndYw bd m V oV V! b nd YV obZ U

32、 1 d m U Y V t X y jh d1X nV V4 b X 4 b mY x z | (q 14 nd ebZ d nd Y bZ m m q b npVo n1 t b X VYX b npVV oms n!bmd1X ndYde e b nc d s b Y U m Y e Vo n V Ymv bd1wY X s Vo n Y X q 1 V Vd VsU Y qX V pV U Z 該 頻 率 計 需 要 的 硬 件 較 少3 結(jié) 構(gòu) 較 簡 單! 在 $ 0 測量頻段范圍 內(nèi) 測 量 精 度 為 /-. 輸 入 靈 敏 度 為 + $,-. ! 能夠較好地適用于實驗室 3

33、 高頻信號測量等場 %0& $ $12! 合 * /是該頻率計的方框圖 ! 圖 主要由信號放大電路 3 單片 機(jī)及其外圍電路 3 液晶顯示電路幾部分組成 * / / 頻率放大與分頻處理電路 t 信 號 頻 率 低 于 /,-. 放 大 電 路 采 用 兩 級 放 大 電 路 的 進(jìn)行處理 !如圖 )所示 (第一級運用一個三極管 / 對輸 $# 入 信號放大 !放大量約 & 倍 !放大后信號幅度達(dá)到 %2 左 $ 右 4第二級用另一個三極管 / 接成射隨器 !即能夠穩(wěn)定 $# 放大后的信號同時可以對信號放大前后進(jìn)行隔離 ! 信號 經(jīng) 過 這一級放大約為 /倍 !信號幅度仍為 %2*在 $ 0/,

34、-. 頻段范圍內(nèi) ! 輸入靈敏度為 % $12* 圖 / 頻率計方框圖 信 號 頻 率 高 于 / $,-. 放 大 電 路 也 采 用 兩 級 放 大 的 $ 電路處理 ! 如圖 )所示 * 不同的是放大器由高速兩輸入與非 門 8 -a $ 實現(xiàn) *第一級與非門的靜態(tài)工作電壓由 )個 / # $S ,$ 電阻分壓獲得 !為 %2!在輸入信號一個周期內(nèi) (正半 周 期內(nèi) !與非門判為高電平輸入 !輸出為 5 %低電平 !約 5 為 /24 負(fù)半周期內(nèi) ! 與非門判為低電平輸入 ! 輸出為 5 % 5 高 電平 ! 約為 % #2* 第二級與非門用于對第一級的輸出信 t 號進(jìn)行整形 !得到穩(wěn)定的

35、 5 %輸出放大電平 *在這一頻段 5 范圍內(nèi) ! 輸入靈敏度為 & $12* 信號經(jīng)過隔直流電容和二極管限幅網(wǎng)絡(luò)輸入 ! 兩個 測 量頻段的轉(zhuǎn)換由圖中的人工開關(guān)控制 ! 當(dāng)開關(guān) /腳 和 %腳 ! 硬件組成及框圖 該頻率計主要由 %部分組成 ( 輸入信號放大電路 3 單片 機(jī) 及其外圍電路 3 顯示電路部分 * 其中 ( 輸入信號放大電路 又 分 為 頻 率 低 于 /,-. 大 電 路 和 頻 率 介 于 / $,-. 放 0+ 放大電路 4 單片機(jī)及其外圍電路主要完成對輸入信號頻 率 進(jìn) 行分頻 3 計數(shù)計算 ! 并將處理后的值送到液晶顯示電路進(jìn) 行顯示等功能 * 收稿日期 () $ $

36、 ) $& 8 % 8 & 儀器與儀表 彭 華等 8 一種改進(jìn)的實用型頻率計設(shè)計方法 直流工作點 * # . 顯示電路 + 相接時為 ! #$%& 量 頻 段 當(dāng) 開 關(guān) #腳 和 (腳 相 接 時 測 為 # !$%& 測量頻段 * ) - %/ ! ! 的 計 數(shù) 結(jié) 果 與 單 片 機(jī) 內(nèi) 部 計 數(shù) 值 合 到 一 . . .0 起,通過二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換處理后通過 2 口送到液晶顯示模 # 塊 A B ) (顯 示 出 來 * 采 用 A B ) (是 因 為 其 占 用 單 片 / #! / #! 機(jī)資源極少 , 并且可以顯示提示信息 * 如果采用數(shù)碼 管 顯 示, 在工作時需要單片機(jī)掃

37、描 , 則占用單片機(jī)資源較多 * 特 別值得注意的是 , 液晶顯示模塊 A B ) (的直流工作電壓 / #! 不能超過 ?, 以避免燒毀 , 因此應(yīng)將直流電壓先經(jīng) - ! =? 穩(wěn)壓后再加到液晶模塊 * C 工作原理 圖 ( 信號放大電路 # ( 閘門電路 + ( # 工作原理 + 閘門電路的作用是控制對放大后的輸入信號進(jìn)行分頻 和 計數(shù)的開關(guān) , 由一個兩輸入與非門 - %/ ! 實現(xiàn) * 計數(shù) . !0 閘門的開啟 1 關(guān)閉由單片機(jī)軟件通過 2 + 口 406 7 3( 5 ! 控制 8 當(dāng) 5 !置低電平時 , 閘門開啟 1 利用單片機(jī)內(nèi)部軟件開始 06 計數(shù) ,信號通過 - %/ !

38、 ! 分頻后進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行計數(shù) . . .0 當(dāng) 軟件計數(shù)滿 #9 ,5 !置高電平 ,計數(shù)閘門關(guān)閉 ,通 后 06 過 2 口 , (口的前 .位和計數(shù)器 6 讀取計數(shù)值 ,計算輸 ! ! 2 入 信號頻率并進(jìn)行顯示 * 后續(xù)每秒循環(huán)開啟 1 關(guān)閉閘門 , 更 新測得的頻率并加以顯示 * # 3 單片機(jī)及其外圍電路 + 該頻率計工作原理比較簡單 8 放大信號首先經(jīng)過 # 分 ( 頻 器進(jìn)入單片機(jī) , #9 在 內(nèi)計數(shù)器 6 對分頻后的信號進(jìn)行 ! 計數(shù) 4 單片機(jī)內(nèi)部計數(shù)器 6 設(shè)置成 # 位計數(shù)器狀態(tài) 7 這 ! ) , 樣 # 位二進(jìn)制計數(shù)器和內(nèi)部計數(shù)器 6 共同構(gòu)成 ( 位二 ( !

39、= 進(jìn) 制計數(shù)器 然后從 2 口 , (口的前 .位口和 6 讀取計 ! ! 2 數(shù) 值 將計數(shù)值進(jìn)行二 1十進(jìn)制轉(zhuǎn)換 ,最后將結(jié)果由 2 口 # 輸出顯示 * 當(dāng) 輸入信號頻率為 ) 時 由 ! !$%& , . . 的 D# 腳輸出 ( # ( 頻率 ) ?: , ! (= !$E ,約 # %& 而 6 的最高計數(shù)頻率為 # + E ( 4 ( 7 約 ( !: ,遠(yuǎn)大于 # %& 單片機(jī)內(nèi)部計數(shù)器 # F. , ? %& ?: , 能保證計數(shù)的準(zhǔn)確性 *( 位二進(jìn)制計數(shù)器最高計數(shù)數(shù)值為 = ( = 因此能夠保證在 ! !$%& 測量范圍內(nèi) ) 3 3* ) ( G( =. ?. ) 計

40、數(shù)精度為 #%& * ( ( 單片機(jī)工作流程 + 單片機(jī)外圍電路主要由分頻電路和時鐘電路組成 * 分 頻 電 路 主 要 由 - %/ ! ! (分 頻 器 構(gòu) 成 , 對 放 大 . . . 0# 后 的信號進(jìn)行分頻處理 # 分頻 , 其結(jié)果通過 # 只 #: 電 ( ( ; 阻 并行送入單片機(jī)的 2 口和 2 口的前 .位 , (分頻器的 ! ( # 復(fù)位由 2 + 口 406 7 控制 , 如圖 3所示 * 33 5 # 單片機(jī)工作流程如圖 .所示 * 單片機(jī)將計數(shù)結(jié) 果 送 往 液 晶模塊顯示時 , 首先顯示第一行 , 順序從左向右逐位顯 示, 然后顯示第二行 * 執(zhí)行完顯示程序后 ,

41、 單片機(jī)程序跳 轉(zhuǎn)到下一計數(shù) 1 計算 1 顯示周期 , 循環(huán)工作 * 圖 . 單片機(jī)工作流程圖 圖 3 單片機(jī)外圍電路與顯示電路 時鐘電 路 由 單 片 機(jī) 第 # 腳 外 接 # + 晶 ?, 在 各 個 模 塊 的 直 流 輸 入 并 接 電 解 電 容 用 以 穩(wěn) 定 H 結(jié) 語 該頻率計的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單 1 精度和靈敏度較高 * 下轉(zhuǎn)第 = 頁 7 4 ( ) 微電子技術(shù) 李 麗等 C 一種 M 新型邏輯單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計 : 表 ! 快速進(jìn)位鏈的延時模型 第一個邏輯塊 第二個邏輯塊 第三個邏輯塊 第四個邏輯塊 $ % & $ % & $ % & $ % & # # # # # # #

42、 # # # # # # # # # $ # % # & # # & ( ) + ) + + ( $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) 表 . 改進(jìn)的行波進(jìn)位結(jié)構(gòu)和兩級超前 進(jìn)位結(jié)構(gòu)實現(xiàn) /位進(jìn)位邏輯的延時 0 超前進(jìn)位 行波進(jìn)位 $ % & ( + ) - * $ $ & + , $ % & ( ) ) $ $ $ $ $ $ $

43、 & + $ $ $ $ ( ( ( ( ) % + - $ $ $ $ $ % % + % , % + - , % $ - 一 個 就可以實現(xiàn)了基本全加器4但在實際電路 的 應(yīng) 用 # 中4 在加法器的輸入端會出現(xiàn)一些附加電路 D 如乘法器中的 % 4 7, :EF 等簡單門 G A $ B 就不得不用整個 輸入 6H 去實現(xiàn)這些附加邏輯 4 而且 4 他最高也僅能夠?qū)崿F(xiàn) 個輸入 的 邏輯函數(shù) 4 因此就占有了較多的硬件資源 3 同時 4 由于輸 出 端的局限 4 使得每個 一次只能實現(xiàn)一個邏輯運算 4 不 # 能 合理有效地利用硬件資源 3 則相對于 A $ B4 7 , 的這種 結(jié) 構(gòu)設(shè)

44、計節(jié)省了電路所需的 4 # 這不僅將減少所需的硬件 資源 4 同時還將減少互連線的負(fù)擔(dān) 4 進(jìn)一步地提高時 延 特 性3 表 I 資源利用率比較 電路 進(jìn)位選 選 $ K LM 結(jié) K J位 多路選 構(gòu)的 序列 擇$位 + N 乘法器 加法器 擇器 發(fā)生器 D $位 G & 一次群 幀同步 碼檢測 電路 $ % J 交織 編碼器 1 邏輯單元資源利用率的評估 本 文 所 設(shè) 計 的 這 種 結(jié) 構(gòu) 可 用 來 實 現(xiàn) 任 意 輸 入 的 # 邏輯函數(shù)和某些高達(dá) $ 個變量的輸入函數(shù) 2 這種結(jié)構(gòu)還可 $ 以同時實現(xiàn)兩個任意 &輸入邏輯函數(shù)或最多 (輸 入 的 某 些 函 數(shù) 3 在這種 中 4

45、 當(dāng)對 567 4567 4 和 567 的 ( ) * # 選 擇端配置為 8 9時 4 #可提供 %個函數(shù)發(fā)生器 4分別實 , 現(xiàn) %個任意 &輸入函數(shù) 4 或 者 部 分 (輸 入 的 邏 輯 函 數(shù) 3 如 果將 567 的選擇端配置為 8 9 567 的選擇端配置 ,4 * ( 為 8 9時 4可以實現(xiàn)任意 輸入的邏輯函數(shù) 4或者 ( $ 個 $ $ 輸 入的邏輯函數(shù)3如果利用 中的級聯(lián)鏈可以實 現(xiàn) 更 高 # 扇 入的邏輯函數(shù) 4增加了函數(shù)的實現(xiàn)能力 3同時 4每個 # 中所具有的兩個寄存器和多端輸出特性也都大大地提高了 硬件資源利用率 3 在 實現(xiàn)函數(shù)能力上 4 由于涉及的因素很

46、多 4 利用數(shù)字通 信系統(tǒng)中的一些典型電路進(jìn)行比較 3 所采用的方法是將 這 些 電路手工映射到所設(shè)計的 中4得出實現(xiàn)電路 所 需 的 # 數(shù)量 4 并和利用 :; 公司 A $ B 器件的實現(xiàn)電路 # ? = 7, 所需的 數(shù)量進(jìn)行比較 4 結(jié)果見表 & 3 # 從表 &中可以清楚地得出這樣一個結(jié)論 C 實現(xiàn) 同 一 電 路4 用所設(shè)計的 所需的個數(shù)顯著地少于用 A $ B 所 # 7, 需 的 個數(shù) 4 有時甚至減少一半 3 雖然 A $ B 也是用 # 7, 作者簡介 李 劉 麗 橋 用A , 7$ B 占用 的個數(shù) # 用所設(shè)計 # 所需的個數(shù) % % * & * $ + % $ (

47、& & ) $ * 參 考 文 獻(xiàn) O P QRTS=;K $ S = ; 4: A M U?4L W Y Z = R ? ; V=XK S R W5= V = V UU? ; ?=:? O P Y T= R_ _? =M Z X V=S WV ( -Y a A 4$ * 4- ) C$, ) $, & A A * & $D G O P K VVU? T ? RW M % T S =# Z# ? S V :W OPYA A Y X a A 4: a , , % C$ - $ ) L % , 4D G & O P :S ? 4# =? : = R; 6H W# Z & = V R ?; V# R Y ;f= W ?= ? # ? V :K OPYA A , & & $ + R M S X a A 4% , C$ & & Y 女 4$ ) 年出生 4 貴州大學(xué)電路與系統(tǒng)專業(yè)研究生 3 * 男 4$ ( 年出生 4 貴州大學(xué)電路與系統(tǒng)專業(yè)研究生導(dǎo)師 4 微電子專業(yè)博士生導(dǎo)師教授 3 *( 科學(xué)技術(shù)出版社 4$ * Y * O P 熊軍鋒 4 陳霞 Y用 :H