簡易數(shù)字頻率計課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)簡易數(shù)字頻率計的設(shè)計摘 要在進行模擬、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試過程中，經(jīng)常要用到數(shù)字頻率計。數(shù)字頻率計是用于測量信號頻率的電路，它實際上就是一個脈沖計數(shù)器，即在單位時間里統(tǒng)計的脈沖個數(shù)。頻率計系統(tǒng)一般由輸入整形電路、晶體振蕩器、分頻器、量程選擇開關(guān)、控制電路、計數(shù)器、顯示器等部分組成。關(guān)鍵字：整形電路，分頻電路，閘門電路，數(shù)碼管顯示 目 錄 TOC o 1-3 h z u 1 緒論1.1 課題描述數(shù)字頻率計是用于測量信號（方波、正弦波或其他脈沖信號）的頻率，并用十進制數(shù)

2、字顯示，它具有精度高，測量迅速，讀書方便等優(yōu)點。1.2 設(shè)計任務與要求 （1）頻率測量范圍：109999Hz； （2）輸入電壓幅度300mV； （3）輸入信號波形：任意周期信號； （4）顯示位數(shù)：4 位； （5）電源： 220V 、 50Hz；1.3 基本工作原理及框圖數(shù)字頻率計電路框圖如圖1所示。圖1 頻率計電路框圖 由于計數(shù)信號須為方波信號，所以要對輸入待測信號進行放大整形變成陡峭的舉行脈沖，可用施密特觸發(fā)器進行整形，再送至主控門。晶振產(chǎn)生較高的標準頻率，經(jīng)分頻器后變成各種時基脈沖（10us,0.1ms,1ms,10ms,0.1s,1s），時基脈沖的選擇由開關(guān)S選擇。時基信號經(jīng)控制電路產(chǎn)生

3、閘門信號T（時基信號的一個周期）至主控門，被測信號經(jīng)放大整形后變成脈沖信號在閘門時間T內(nèi)通過主控門進行計數(shù)。若時基信號的周期為T，進入計數(shù)器的輸入脈沖數(shù)為N，則被測信號的頻率為f=N/T。2 相關(guān)單元電路設(shè)計2.1 晶振及分頻電路的設(shè)計 晶振及分頻電路設(shè)計如圖2所示。 晶振產(chǎn)生較高的標準頻率，經(jīng)過分頻器之后變成各種時基脈沖。 一個頻率范圍為1Hz9999Hz的數(shù)字頻率計晶振及分頻電路如圖3所示。該系統(tǒng)采用1Mhz的晶振，由74LS290（D1D6）構(gòu)成10分頻、100分頻、1000分頻、10000分頻、分頻、分頻電路。產(chǎn)生6種時基信號（10us、0.1ms、1ms、10ms、0.1s、1s）。

4、然后將輸出的時基脈沖送入下一級進行選擇。圖2 晶振及分頻電路2.2 時基信號選擇電路的設(shè)計 時基信號選擇電路如圖3所示。 時基信號選擇電路是由八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151實現(xiàn)選擇。當S2S1S0=000時，選擇1s；S2S1S0=001時，選擇0.1s，S2S1S0=010時，選擇10ms；.；S2S1S0=101時，選擇10us。圖3 時基信號選擇電路2.3 整形及控制電路的設(shè)計鎖存器單元電路如圖4所示。圖4 整形及控制電路整形電路主要由帶有施密特觸發(fā)器的反相器74LS74組成。將被測信號進行施密特整形后送入控制電路。 控制電路主要由雙D觸發(fā)器74LS74（D16）及與門74LS08（D1

5、7：A、D17：B）組成。選擇的時基信號經(jīng)D觸發(fā)器產(chǎn)生閘門信號T。若通過開關(guān)S2S1S0選擇一個時基信號，當給與門輸入一個時基信號的上升沿時，則74LS74的Q端由低電平變成高電平，將主控門打開，允許被測信號通過主控門并進入計數(shù)器進行計數(shù)。相隔一個時基周期后，又給74LS74一個上升沿，其Q端由高電平變成低電平（同時=1=D），將主控門關(guān)閉，同時與門D17：B的輸入端變成高電平，使計數(shù)器的清零端有效，計數(shù)器停止工作。當再相隔一個時基周期后，又將重復上述過程。2.4 計數(shù)及鎖存電路的設(shè)計 計數(shù)及鎖存電路如圖5所示 計數(shù)器選用4片二五十進制計數(shù)器74LS290（D7D10）構(gòu)成10000進制計數(shù)器

6、。技術(shù)后的數(shù)據(jù)鎖存由74LS374完成，鎖在后的數(shù)據(jù)經(jīng)顯示譯碼驅(qū)動器CD4511完成數(shù)碼管驅(qū)動和共陰數(shù)碼管顯示。圖5 計數(shù)及鎖存電路2.5 譯碼及顯示電路的設(shè)計譯碼及顯示電路設(shè)計如圖6所示。譯碼電路由4片CD4511進行數(shù)碼管驅(qū)動。顯示電路由4個共陰數(shù)碼管進行顯示。圖6 譯碼及顯示電路2.6 電路元件清單數(shù)字頻率計元件清單如表1所示。表 SEQ 表格 * ARABIC 1 元件清單名稱封裝數(shù)量74LS290IPC-7351DO141074LS151IPC-7351DO16174LS14IPC-2221A/2222NO14174LS374IPC-7351DWO202CD4511IPC-2221A

7、/2222SOT-74474LS74IPC-7351DO14174LS08IPC-7351DO1411MHz晶振17段共陰數(shù)碼管43 整體電路設(shè)計 整體電路設(shè)計如圖7所示。 被測信號經(jīng)過整形，與晶振分頻得到的時基選擇電路共同控制計數(shù)器，作為計數(shù)器的輸入脈沖，然后經(jīng)過74LS374的鎖存，最后送入顯示譯碼驅(qū)動器完成數(shù)碼管驅(qū)動和共陰數(shù)碼管顯示。顯示的數(shù)據(jù)到下一次計數(shù)完成后刷新。晶振采用1MHz的晶振，便于作為時基信號時的計算。顯示器件由四個共陰數(shù)碼管構(gòu)成。圖7 整體電路設(shè)計總 結(jié)經(jīng)過近兩周的奮戰(zhàn)，我的課程設(shè)計終于完成了。在沒有做課程設(shè)計以前，覺得課程設(shè)計只是對數(shù)電模電這兩門課所學知識的單純總結(jié)。但

8、是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自動看法有點太片面。課程設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己的能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。以前覺得很簡單的東西，自己覺得都會都懂，有點眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的生活工作中，都應不斷的學習，不斷的動手做，不只是單純的看懂學會。參考文獻1 樂麗琴.數(shù)字電子技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，2014.3. 2 蔣華勤.電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗M.北京：中國計量出版社，2009. 3 李國麗，朱維勇.電子技術(shù)實驗指導書M.合肥：中國科技大學出版社.2000.4 賀素霞.模擬電子技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，2014.5 張國雄.測控電路(第4版).