頻率計設計指導書

1、課程設計指導書（頻率計設計）課 程 名 稱：數(shù)字電子技術課程設計專 業(yè)： 系（教研室）： 電工電子教研室 年月日一、目的、任務1.鞏固和加深學生對電子電路基本知識的理解，提高他們綜合運用本課程所學知識的能力。2.培養(yǎng)學生根據(jù)課題需要選學參考書籍,查閱手冊、圖表和文獻資料的自學能力。通過獨立思考，深入鉆研有關問題，學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，設計計算和選取元器件初步掌握簡單實用電路的分析方法和工程設計方法。4.了解與課題有關的電子電路以及元器件的工程技術規(guī)范，能按設計任務書的要求，完成設計任務，編寫設計說明書，正確地反映設計與實驗的成果，正確地繪制電路圖等。

2、5.培養(yǎng)嚴肅、認真的工作作風和科學態(tài)度。通過課程設計實踐，幫助學生逐步建立正確的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點。二、設計內容1設計題目：頻率計設計2設計指標：1.設計一個3位數(shù)字顯示的頻率計。2.可以通過多路開關選擇檔位（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制清零。5.頻率測得后要求穩(wěn)定顯示輸出結果。三、主要關鍵技術的分析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，使被測脈沖送入計數(shù)器而被測量，并產(chǎn)生一定寬度的低電平，關閉閘門，準備再次測量。單位時間脈沖電路實現(xiàn)方法較多，可由石英晶振產(chǎn)生，也可由

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

4、長計數(shù)器位數(shù)，顯示時使用多路開關選擇低位、高位實現(xiàn)分檔。4控制電路 控制電路需要完成計數(shù)值鎖存和計數(shù)器清零兩項工作，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脈沖，分別實現(xiàn)鎖存和計數(shù)器清零兩項工作，鎖存采用秒脈沖下降沿觸發(fā)，輸出一個負脈沖，上升沿將數(shù)據(jù)鎖存，同時觸發(fā)器清零脈沖，將計數(shù)器清零。不管采用什么電路，只要在秒脈沖（閘門關閉）下降沿后產(chǎn)生兩個負脈沖即可，第一個負脈沖用來鎖存，第二個負脈沖用來計數(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、設計（研究）步驟選擇總體方案設計單元電路選擇元器件計算參數(shù)畫總體電路圖初稿審 圖實 驗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計的基本步驟、數(shù)字電子電路的設計方法、主要元器件的類型及選擇方法、注意事項等等，然后布置設計任務，下達設計任務書。（2）星期一下午 學生查閱資料，確定頻率計的總體方案。（3）星期二 單元電路的設計。（4）星期三 對電路進行計算機分析和設計（5）星期四 寫總結報告即設計說明書和繪電路圖（6）星期五進行設計總結，采用主動申請答辯、點名答辯和教師講評等手段進行設計總結。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，它反應速度快，但需要進行數(shù)學計算，用數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)較復雜。2方案二計錄1秒內信號的變化次數(shù)，就可得到信號的頻率。 這樣，頻率計的核心就是計數(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）內通過閘門，經(jīng)計數(shù)器計數(shù)，在單位時間脈沖結束時，關閉閘門，控制電路控制完成計數(shù)值并鎖存。之后將計數(shù)器清零，為下一次計數(shù)做好準備，鎖存器數(shù)據(jù)直接送譯碼顯示，完成了基本頻率計功能。 方案二實現(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. 理論設計與總結報告內容（1） 方案論證；（2） 電路工作原理分析；（3） 單元電路設計計算；（4） 元器件的選擇；（5） 總電路工作原理分析；（6） 畫出總電路圖，