文件三-低頻數(shù)字電子線(xiàn)路課程設(shè)計(jì)正文

1、低頻數(shù)字電子線(xiàn)路課程設(shè)計(jì)報(bào)告一、任務(wù)技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，具體要求如下：1. 要求測(cè)量頻率范圍：1100kHz。2. 頻率用LED數(shù)字顯示。3. 測(cè)量信號(hào)方波峰峰值35V。二、總體設(shè)計(jì)思想1.基本原理所謂頻率，就是周期性信號(hào)在單位時(shí)間（1s）內(nèi)周期信號(hào)的變化次數(shù)。若在一定時(shí)間間隔T內(nèi)測(cè)得周期信號(hào)重復(fù)變化次數(shù)為N，則其頻率為 由于被測(cè)信號(hào)是方波信號(hào)，這樣就省去了整形電路。時(shí)鐘電路提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，基準(zhǔn)時(shí)鐘經(jīng)分頻器后輸出頻率分別有0.1Hz，1Hz，10Hz的閥門(mén)信號(hào)，計(jì)數(shù)器在一個(gè)閥門(mén)信號(hào)周期內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)，直到一周期閥門(mén)信號(hào)結(jié)束時(shí)，停止計(jì)數(shù)，同時(shí)產(chǎn)生鎖存信號(hào)，啟動(dòng)延時(shí)信號(hào)。鎖存信號(hào)使

2、計(jì)數(shù)器的值在數(shù)碼管上顯示。當(dāng)延時(shí)結(jié)束后清除計(jì)數(shù)器與分頻器開(kāi)始下一次測(cè)量。數(shù)字頻率計(jì)的主要功能是測(cè)量周期信號(hào)的頻率。如果我們能在給定的 1S 時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)波形計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果顯示出來(lái)，就能讀取被測(cè)信號(hào)的頻率。數(shù)字頻率計(jì)首先必須獲得相對(duì)穩(wěn)定與準(zhǔn)確的時(shí)間，通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)算這一段時(shí)間間隔內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)，將其換算后顯示出來(lái)。這就是數(shù)字頻率計(jì)的基本原理。 輸入信號(hào) 振蕩電路2.系統(tǒng)框圖分頻器 時(shí)鐘電路計(jì)數(shù)器 顯示譯碼器 數(shù)據(jù)鎖存圖1 系統(tǒng)框圖三、具體設(shè)計(jì)1.總體設(shè)計(jì)電路經(jīng)過(guò)分析可以用555定時(shí)器搭接頻率為1000Hz的多諧振蕩器，然后通過(guò)分頻器分別產(chǎn)生頻率為10Hz,1Hz,0.1Hz的時(shí)鐘信號(hào)，再將被測(cè)信

3、號(hào)與基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)閘門(mén)處理傳遞到計(jì)數(shù)器電路，計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作。當(dāng)門(mén)控信號(hào)結(jié)束，閘門(mén)關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止工作。同時(shí),鎖存器產(chǎn)生一個(gè)鎖存信號(hào)輸送到鎖存器的使能端將結(jié)果鎖存,并把鎖存結(jié)果輸送到譯碼器來(lái)控制七段顯示器，這樣就可以得到被測(cè)信號(hào)的數(shù)字顯示的頻率。圖2 總體設(shè)計(jì)電路2.模塊設(shè)計(jì)（1）時(shí)基電路設(shè)計(jì)555定時(shí)器組成的振蕩器要求其產(chǎn)生1000Hz的脈沖。 圖3 555定時(shí)器組成的震蕩電路電路圖分頻電路主要用74LS161組成十進(jìn)制分頻器，經(jīng)過(guò)四級(jí)分頻分別得到頻率為10Hz,1Hz,0.1Hz的時(shí)鐘信號(hào)。 圖4 分頻器電路圖（2）邏輯控制電路根據(jù)原理框圖所示波形，在時(shí)基信號(hào)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的負(fù)跳變用來(lái)產(chǎn)生鎖存信

4、號(hào)，鎖存信號(hào)的負(fù)跳變又用來(lái)產(chǎn)生清零信號(hào)，當(dāng)手動(dòng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。 圖5 邏輯控制電路電路圖（3） 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路原理電路 顯示譯碼器的作用是把用BCD碼表示的十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管正常顯示的段信號(hào)，以獲得數(shù)字顯示。 顯示譯碼器的輸出方式必須與數(shù)碼管相匹配。圖6 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路3.仿真及仿真結(jié)果分析（1）振蕩電路555定時(shí)器組成的振蕩器(即脈沖產(chǎn)生電路),要求其產(chǎn)生1000Hz的脈沖.振蕩器的頻率計(jì)算公式為:因此,我們可以計(jì)算出各個(gè)參數(shù)通過(guò)計(jì)算確定了R1取430歐姆,R2取500歐姆,電容取1uF，這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖。用軟件繪圖仿真，如圖所示：圖7 振蕩電路仿真圖8 振蕩電路仿真結(jié)果（2） 分頻電路圖9 分頻電路仿真其前兩級(jí)分頻波形如下：圖10 分頻電路仿真結(jié)果（3） 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路圖11 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路四、結(jié)論本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)模擬電路和數(shù)字電路所學(xué)到的知識(shí)的應(yīng)用，進(jìn)行數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)，數(shù)字頻率計(jì)是由時(shí)基電路，分頻電路，邏輯控制電路，及計(jì)數(shù)譯碼顯示電路構(gòu)成。數(shù)字頻率計(jì)的主要功能是測(cè)量給定方波信號(hào)頻率。通過(guò)信號(hào)的輸入，仿真，實(shí)驗(yàn)成功。參考資料1 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京：高等教育出版社，1997.3 孫梅生.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版