低頻數(shù)字電子線路課程設計報告

1、低頻數(shù)字電子線路課程設計報告一、任務技術指標設計一個數(shù)字頻率計，具體要求如下：1. 要求測量頻率范圍：1100khz。2. 頻率用led數(shù)字顯示。3. 測量信號方波峰峰值35v。二、總體設計思想1.基本原理所謂頻率，就是周期性信號在單位時間（1s）內周期信號的變化次數(shù)。若在一定時間間隔t內測得周期信號重復變化次數(shù)為n，則其頻率為 由于被測信號是方波信號，這樣就省去了整形電路。時鐘電路提供標準時間基準信號，基準時鐘經(jīng)分頻器后輸出頻率分別有0.1hz，1hz，10hz的閥門信號，計數(shù)器在一個閥門信號周期內對被測信號計數(shù)，直到一周期閥門信號結束時，停止計數(shù)，同時產生鎖存信號，啟動延時信號。鎖存信號使

2、計數(shù)器的值在數(shù)碼管上顯示。當延時結束后清除計數(shù)器與分頻器開始下一次測量。數(shù)字頻率計的主要功能是測量周期信號的頻率。如果我們能在給定的 1s 時間內對信號波形計數(shù)，并將計數(shù)結果顯示出來，就能讀取被測信號的頻率。數(shù)字頻率計首先必須獲得相對穩(wěn)定與準確的時間，通過計數(shù)器計算這一段時間間隔內的脈沖個數(shù)，將其換算后顯示出來。這就是數(shù)字頻率計的基本原理。 輸入信號 振蕩電路2.系統(tǒng)框圖分頻器 時鐘電路計數(shù)器 顯示譯碼器 數(shù)據(jù)鎖存圖1 系統(tǒng)框圖三、具體設計1.總體設計電路經(jīng)過分析可以用555定時器搭接頻率為1000hz的多諧振蕩器，然后通過分頻器分別產生頻率為10hz,1hz,0.1hz的時鐘信號，再將被測信

3、號與基準時鐘信號經(jīng)閘門處理傳遞到計數(shù)器電路，計數(shù)器開始工作。當門控信號結束，閘門關閉，計數(shù)器停止工作。同時,鎖存器產生一個鎖存信號輸送到鎖存器的使能端將結果鎖存,并把鎖存結果輸送到譯碼器來控制七段顯示器，這樣就可以得到被測信號的數(shù)字顯示的頻率。圖2 總體設計電路2.模塊設計（1）時基電路設計555定時器組成的振蕩器要求其產生1000hz的脈沖。 圖3 555定時器組成的震蕩電路電路圖分頻電路主要用74ls161組成十進制分頻器，經(jīng)過四級分頻分別得到頻率為10hz,1hz,0.1hz的時鐘信號。 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，在時基信號結束時產生的負跳變用來產生鎖存信

4、號，鎖存信號的負跳變又用來產生清零信號，當手動開關按下時，計數(shù)器清零。 圖5 邏輯控制電路電路圖（3） 計數(shù)、譯碼、顯示電路原理電路 顯示譯碼器的作用是把用bcd碼表示的十進制數(shù)轉換成能驅動數(shù)碼管正常顯示的段信號，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 計數(shù)、譯碼、顯示電路3.仿真及仿真結果分析（1）振蕩電路555定時器組成的振蕩器(即脈沖產生電路),要求其產生1000hz的脈沖.振蕩器的頻率計算公式為:因此,我們可以計算出各個參數(shù)通過計算確定了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 振蕩電路仿真結果（2） 分頻電路圖9 分頻電路仿真其前兩級分頻波形如下：圖10 分頻電路仿真結果（3） 計數(shù)、譯碼、顯示電路圖11 計數(shù)、譯碼、顯示電路四、結論本次設計主要是對模擬電路和數(shù)字電路所學到的知識的應用，進行數(shù)字頻率計的設計，數(shù)字頻率計是由時基電路，分頻電路，邏輯控制電路，及計數(shù)譯碼顯示電路構成。數(shù)字頻率計的主要功能是測量給定方波信號頻率。通過信號的輸入，仿真，實驗成功。參考資料1 閻石.數(shù)字電子技術基礎m.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介華.電子技術課程設計指導m.北京：高等教育出版社，1997.3 孫梅生.電子技術基礎課程設計m.北京：高等教育出版