頻率計(jì)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（頻率計(jì)設(shè)計(jì)）課 程 名 稱：數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)專 業(yè)： 系（教研室）： 電工電子教研室 年月日一、目的、任務(wù)1.鞏固和加深學(xué)生對電子電路基本知識的理解，提高他們綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識的能力。2.培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍,查閱手冊、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析并解決問題的方法。3.通過電路方案的分析、論證和比較，設(shè)計(jì)計(jì)算和選取元器件初步掌握簡單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。4.了解與課題有關(guān)的電子電路以及元器件的工程技術(shù)規(guī)范，能按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，完成設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫設(shè)計(jì)說明書，正確地反映設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的成果，正確地繪制電路圖等。

2、5.培養(yǎng)嚴(yán)肅、認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，幫助學(xué)生逐步建立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1設(shè)計(jì)題目：頻率計(jì)設(shè)計(jì)2設(shè)計(jì)指標(biāo)：1.設(shè)計(jì)一個3位數(shù)字顯示的頻率計(jì)。2.可以通過多路開關(guān)選擇檔位（分Hz和KHz兩檔）。3.被測信號為TTL電平信號。4.可以控制測量電路開始工作以及強(qiáng)制清零。5.頻率測得后要求穩(wěn)定顯示輸出結(jié)果。三、主要關(guān)鍵技術(shù)的分析1單位時間脈沖電路單位時間脈沖電路的目的是產(chǎn)生寬度為單位時間（1s）的正脈沖，控制閘門電路開啟，使被測脈沖送入計(jì)數(shù)器而被測量，并產(chǎn)生一定寬度的低電平，關(guān)閉閘門，準(zhǔn)備再次測量。單位時間脈沖電路實(shí)現(xiàn)方法較多，可由石英晶振產(chǎn)生，也可由

3、TTL、CMOS門電路構(gòu)成各種振蕩等，建議使用555構(gòu)成電路振蕩電路。2閘門電路 閘門電路的作用是控制被測信號通過，具體實(shí)現(xiàn)可以采用開關(guān)電路，如模擬開關(guān)、繼電器、與門、或門等，本設(shè)計(jì)是TTL電平，所以最好應(yīng)選用TTL門電路實(shí)現(xiàn)，如選用TTL與非門74LS00構(gòu)成等。在單位時間內(nèi)控制端為高電平，被測信號通過閘門送到計(jì)數(shù)器，而控制端為低電平時關(guān)閉閘門，被測信號不能通過閘門。3計(jì)數(shù)器與分檔電路計(jì)數(shù)器的形式較多，由于被測信號需要LED顯示出來，所以應(yīng)采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。因需3位顯示，所以至少應(yīng)用3個十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。分檔電路有H z和KHz兩擋，有兩種方法實(shí)現(xiàn)，一是可以使用秒脈沖和毫秒脈沖做閘門信號。二是加

4、長計(jì)數(shù)器位數(shù)，顯示時使用多路開關(guān)選擇低位、高位實(shí)現(xiàn)分檔。4控制電路 控制電路需要完成計(jì)數(shù)值鎖存和計(jì)數(shù)器清零兩項(xiàng)工作，但電路中只有一個下降沿，故控制電路需要創(chuàng)造一個上升沿和一個負(fù)脈沖，分別實(shí)現(xiàn)鎖存和計(jì)數(shù)器清零兩項(xiàng)工作，鎖存采用秒脈沖下降沿觸發(fā)，輸出一個負(fù)脈沖，上升沿將數(shù)據(jù)鎖存，同時觸發(fā)器清零脈沖，將計(jì)數(shù)器清零。不管采用什么電路，只要在秒脈沖（閘門關(guān)閉）下降沿后產(chǎn)生兩個負(fù)脈沖即可，第一個負(fù)脈沖用來鎖存，第二個負(fù)脈沖用來計(jì)數(shù)器清零等待下次閘門打開再次測量。5顯示電路顯示電路可選擇的器件也較多，可選用74LS48配合共陰極七段LED顯示數(shù)碼管，完成譯碼顯示，也可選用74LS247配合共陽極七段LED顯

5、示數(shù)碼管，完成譯碼顯示。四、設(shè)計(jì)（研究）步驟選擇總體方案設(shè)計(jì)單元電路選擇元器件計(jì)算參數(shù)畫總體電路圖初稿審 圖實(shí) 驗(yàn)畫正式的總體電路圖五、時間安排（1）星期一上午首先由教師講解課程設(shè)計(jì)的基本步驟、數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)方法、主要元器件的類型及選擇方法、注意事項(xiàng)等等，然后布置設(shè)計(jì)任務(wù)，下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書。（2）星期一下午 學(xué)生查閱資料，確定頻率計(jì)的總體方案。（3）星期二 單元電路的設(shè)計(jì)。（4）星期三 對電路進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析和設(shè)計(jì)（5）星期四 寫總結(jié)報告即設(shè)計(jì)說明書和繪電路圖（6）星期五進(jìn)行設(shè)計(jì)總結(jié)，采用主動申請答辯、點(diǎn)名答辯和教師講評等手段進(jìn)行設(shè)計(jì)總結(jié)。六、解決思路和方案比較 根據(jù)頻率的定義，它是周期信號在

6、單位時間內(nèi)的變化次數(shù)，單位為赫（Hz ）。1 方案一 先測量信號的周期，然后再取倒數(shù)得頻率。這種方案可用于帶CPU的低頻信號測量，它反應(yīng)速度快，但需要進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，用數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。2方案二計(jì)錄1秒內(nèi)信號的變化次數(shù)，就可得到信號的頻率。 這樣，頻率計(jì)的核心就是計(jì)數(shù)器和秒脈沖信號發(fā)生器，輔助電路有閘門信號、鎖存器、顯示電路等，組成如圖所示。工作過程為：由單位時間脈沖控制閘門電路，使被測脈沖信號在單位時間（如1s）內(nèi)通過閘門，經(jīng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，在單位時間脈沖結(jié)束時，關(guān)閉閘門，控制電路控制完成計(jì)數(shù)值并鎖存。之后將計(jì)數(shù)器清零，為下一次計(jì)數(shù)做好準(zhǔn)備，鎖存器數(shù)據(jù)直接送譯碼顯示，完成了基本頻率計(jì)功能。 方案二實(shí)現(xiàn)比較簡潔，但是被測信號不能太低，一般要高于幾十赫。七、成績評定1. 理論設(shè)計(jì)與總結(jié)報告內(nèi)容（1） 方案論證；（2） 電路工作原理分析；（3） 單元電路設(shè)計(jì)計(jì)算；（4） 元器件的選擇；（5） 總電路工作原理分析；（6） 畫出總電路圖，