數(shù)字頻率計電路設(shè)計及咖啡店創(chuàng)業(yè)計劃書

****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）題目名稱：數(shù)字頻率計電路****大學(xué)教務(wù)處制數(shù)字頻率計電路設(shè)計摘要：目前，頻率和時間的測量已越來越受到重視，長度、電壓等參數(shù)也可以轉(zhuǎn)化為與頻率測量有關(guān)的技術(shù)來確定。數(shù)字頻率計是一種基本的測量儀器。它被廣泛應(yīng)用與航天、電子、測控等領(lǐng)域。它的基本測量原理是，首先讓被測信號與標(biāo)準(zhǔn)信號一起通過一個閘門，然后用計數(shù)器計數(shù)信號脈沖的個數(shù)，把標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)的計數(shù)的結(jié)果，用鎖存器鎖存起來，然后用顯示譯碼器把鎖存的結(jié)果送入顯示器顯示出來。根據(jù)數(shù)字頻率計的基本原理，本設(shè)計方案的基本思想是分為五個模塊來實現(xiàn)其功能，即整個數(shù)字頻率計系統(tǒng)分為信號予處理模塊、閘門電路、計數(shù)模塊、時基門控模塊和顯示模塊等幾個單元。關(guān)鍵字：單片機(jī)；ProtelDXP；頻率DesignofDigitalFrequencyMeterCircuitAbstract：Atpresent,thefrequencyandthetimesurveyhasmoreandmorereceivedtakes,parameterandsoonlength,voltagealsomaytransformfordeterminedwiththefrequencymeasurementrelatedtechnology。Thedigitalfrequencymeterisonekindofbasicmeteringequipment.Itiswidelyappliedanddomainandsoonastronautics,electron,observationandcontrol.Itspreliminarysurveyprincipleis,firstletsmeasurethesignalandthestandardsignalthroughastrobe,thencounttogetherwiththecounterthesignalpulseinteger,countstheresultthestandardtimein,saveswiththelatchlock,thenwithdemonstrateddecodertheresultwhichsavesthelocksendsinthemonitortoshow.Accordingtothedigitalfrequencymeterbasicprinciple,thisdesignproposalbasicthoughtisdividesintofivemodulestorealizeitsfunction,namelytheentiredigitalfrequencymetersystemdividesintothesignaltogivetheprocessingmodule,thegatecircuit,tocountthemodule,thetimebasegatecontrolsthemoduleandthedemonstrationmoduleandsoonseveralunits.Keywords：Monolithicintegratedcircuit,ProtelDXP,Frequency目錄第1章緒論 11.1課題背景 11.2目的及意義 21.3設(shè)計的實施安排 2第2章系統(tǒng)設(shè)計基本原理 32.1頻率測量的方法 32.1.1直接測頻法 42.1.2間接測頻法 52.1.3兩種頻率測量方法的適用區(qū)別 52.2系統(tǒng)硬件的設(shè)計原理 52.2.1系統(tǒng)硬件的功能方框圖 52.2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計的方法和流程 72.2.3設(shè)計中要達(dá)到的技術(shù)要求 72.3設(shè)計工具 82.3.1protelDXP的概述 82.3.2ProtelDXP的組成 92.3.3protelDXP的特點 9第3章電路說明 113.1電路的工作原理 113.2電路原理圖中重要元器件的說明 123.2.1單片機(jī)AT89S51 123.2.2計數(shù)器74AC4040 133.2.3分頻器MB506 143.2.4溫補(bǔ)晶振TCXO1 153.2.5液晶顯示LCD1602 16第4章硬件制作 194.1總體設(shè)計思路 194.2ProtelDXP的使用 204.2.1電路原理圖設(shè)計流程 204.2.2PCB的設(shè)計流程 204.3.3使用Protel遇到的難點 224.3電路板的實物制作結(jié)果 24結(jié)束語 25參考文獻(xiàn) 25致謝 26附錄1原理圖（SCH）設(shè)計圖 28附錄2印制電路板（PCB）設(shè)計圖 28附錄3元器件清單 29 第一章緒論1.1課題背景在如今電子非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，到處可見到處理離散信息的數(shù)字電路。供消費(fèi)用的微波爐和電視、先進(jìn)的工業(yè)控制系統(tǒng)、空間通訊系統(tǒng)、交通控制雷達(dá)系統(tǒng)、醫(yī)院急救系統(tǒng)等在設(shè)計過程中無一不用到電子技術(shù)。數(shù)字電路制造工業(yè)的進(jìn)步，使得系統(tǒng)設(shè)計人員能在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)更多的功能，從而提高系統(tǒng)可靠性和速度。

數(shù)字集成電路具有結(jié)構(gòu)簡單（如其中的晶體管是工作于飽和與截止2種狀態(tài)，一般不設(shè)偏置電流）和同類型電路單元多（如一個計數(shù)系統(tǒng)需要很多同類型的觸發(fā)器和門電路）的特點，因而容易集成化和歸一化。由于數(shù)字集成電路與電子計算機(jī)的發(fā)展緊密相關(guān)，因而發(fā)展很快，目前已是集成電路中產(chǎn)量最高、集成度最大的器件之一。

集成電路的類型很多，可分為模擬和數(shù)字集成電路兩大類。雖然它們都可模擬具體的物理過程，但其工作方式有著很大的不同。甚至可能完全不同。電路中的工作信號通常是用電脈沖表示的數(shù)字信號。這種工作方式的信號，可以表達(dá)2種截然不同的現(xiàn)象。如以有脈沖表示“1”，無脈沖便表示“0”；以“1”表示“真”，則“0”便表示“假”，等等。反之亦然。這就是“數(shù)字信號”的含義。所以，“數(shù)字量”不是連續(xù)變化的量，其大小往往并不改變，但在時間分布上卻有著嚴(yán)格的要求，這是數(shù)字電路的一個特點。

數(shù)字式頻率計基于時間或頻率的A/D轉(zhuǎn)換原理，并依賴于數(shù)字電路技術(shù)發(fā)展起來的一種新型的數(shù)字測量儀器。由于數(shù)字電路的飛速發(fā)展，所以，數(shù)字頻率計的發(fā)展也很快。通常把能測量頻率和時間的數(shù)字化功能測量儀器，稱為數(shù)字式頻率計(通用計數(shù)器或數(shù)字式技術(shù)器)

在電子測量技術(shù)中，頻率是一個最基本的參量，故數(shù)字頻率計有著非常廣泛的應(yīng)用前景。1.2目的及意義隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用空間在民生、經(jīng)濟(jì)和軍事等領(lǐng)域的戰(zhàn)略地位日益提高,數(shù)字頻率計因為具有高速、精確、可靠、抗干擾性強(qiáng)和現(xiàn)場可編程等特點，故在數(shù)字信息時代的今天發(fā)揮著越來越重要的作用。數(shù)字頻率計是數(shù)字電路中的一個典型應(yīng)用，實際的硬件設(shè)計用到的器件較多，連線比較復(fù)雜，而且會產(chǎn)生比較大的延時，造成測量誤差、可靠性差。隨著復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）的廣泛應(yīng)用，以EDA工具作為開發(fā)手段，運(yùn)用匯編語言。將使整個系統(tǒng)大大簡化。提高整體的性能和可靠性。數(shù)字頻率計是直接用十進(jìn)制數(shù)字來顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它不僅可以測量正弦波、方波、三角波、尖脈沖信號和其他具有周期特性的信號的頻率，而且還可以測量它們的周期。本設(shè)計用匯編語言在CPLD器件上實現(xiàn)數(shù)字頻率計測頻系統(tǒng)，能夠用十進(jìn)制數(shù)碼顯示被測信號的頻率，能夠測量正弦波、方波和三角波等信號的頻率。具有體積小、可靠性高、功耗低的特點。采用匯編語言編程設(shè)計實現(xiàn)的數(shù)字頻率計具有靈活的現(xiàn)場可更改性。在不更改硬件電路的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進(jìn)行各種改進(jìn)還可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。故該數(shù)字頻率計具有高速、精確、可靠、抗干擾性強(qiáng)和現(xiàn)場可編程等優(yōu)點。1.3設(shè)計的實施安排本設(shè)計的具體實施安排如下：了解課題內(nèi)容，查閱有關(guān)文獻(xiàn)，了解單片機(jī)結(jié)構(gòu)、原理，熟悉單片機(jī)接口技術(shù)及設(shè)計基本原則。了解數(shù)字頻率計有關(guān)知識及項目設(shè)計要求，確定設(shè)計的整體方案。將數(shù)字頻率計分成五個部分：信號預(yù)處理模塊、閘門模塊、時基門控模塊、計數(shù)模塊和顯示模塊。電路設(shè)計的工具是用的protelDXP。利用protelDXP來先后進(jìn)行電路原理圖、PCB原理圖的設(shè)計和制作。在設(shè)計出PCB原理圖后，拿去刻板。同時進(jìn)行元件的購買，在無法獲得原定元件的情況下，用其他元件進(jìn)行替代。第二章系統(tǒng)設(shè)計基本原理2.1頻率測量的方法電子系統(tǒng)頻率測量的實質(zhì)是信號觀測模型的動態(tài)參數(shù)辨識問題，即利用真實系統(tǒng)物理信號輸入，通過一定的信號處理和數(shù)值分析過程，實現(xiàn)對預(yù)定模型參數(shù)的較好估計。從操作對象來看，主要是數(shù)字信號處理問題；從實現(xiàn)測量所借助的工具來看，是數(shù)值算法(軟件)和它借以實現(xiàn)的各種模擬、數(shù)字裝置(硬件)的設(shè)計問題。由于對頻率的理解和應(yīng)用的實際要求不同，頻率測量在上述各個方面存在較大差異，雖然其實現(xiàn)策略不一樣，但仍有一些共同的基本要求：a.反映電子系統(tǒng)的物理真實性和實施控制的有效性。即不會由于模型和算法的差異而導(dǎo)致脫離電力系統(tǒng)真實物理本質(zhì)的測量結(jié)果，且基于實時頻率估計的控制作用應(yīng)是正確而可靠的。b.精度要求。即達(dá)到減少誤差、精確測量的目的，這取決于觀測模型與真實信號的符合程度、數(shù)值算法及硬件實現(xiàn)等多方面因素，一般以對抗噪聲、諧波、衰減直流等非特征信號分量的能力來衡量。c.速度要求。要求具有較快的動態(tài)跟蹤能力，測量時滯小。d.可靠。在電力系統(tǒng)的正常、異常運(yùn)行乃至故障條件下，均能可靠響應(yīng)。e.實現(xiàn)代價小。這一要求往往與上述要求相沖突，在實踐中應(yīng)酌情考慮，在達(dá)到應(yīng)用要求的前提下，力求較高的性能價格比。頻率測量方法中最廣為人知的就是周期法（或稱零交法）通過測量信號波形相繼的過零點間的時間寬度來計算頻率。該方法物理概念清晰、易于實現(xiàn)，但精度低，受諧波、噪聲和非周期分量的影響，實時性不好，因此,實用的測頻裝置很少單一地應(yīng)用原始周期算法。對它的改進(jìn)主要是提高其測量精度和實時性。其中電子計數(shù)器的測頻法就包括直接測頻法和間接測頻法。2.1.1直接測頻法直接測頻法可以簡單概括為：在一定的閘門時間內(nèi)測量被測信號的脈沖個數(shù)。在確定的閘門時間T內(nèi)，通過計數(shù)器記錄待測信號周期變化的次數(shù)N來確定信號的頻率fx，即fx＝N/T。由于閘門開啟和關(guān)閉的時間對于fx來說都是隨機(jī)的，因而存在±1個脈沖周期的誤差。測量相對誤差為δ＝Tx/T＝1/（fx*T）。其工作原理圖為：整形電路整形電路計數(shù)器鎖存器譯碼電路LCD/LED顯示控制電路基準(zhǔn)時鐘被測信號鎖存脈沖信號清零脈沖信號閘門控制信號圖2-1直接測頻法的原理框圖圖2-1是直接測頻法的原理圖。控制電路是頻率計設(shè)計的關(guān)鍵，由它產(chǎn)生測頻所需的滿足一定時序關(guān)系的閘門信號、清零脈沖信號和鎖存脈沖信號。當(dāng)頻率計正常工作時，寬度為1秒的閘門信號作為計數(shù)器的時鐘使能信號，而被測信號則作為計數(shù)器的時鐘輸入。當(dāng)閘門信號為高電平時，計數(shù)器即開始計數(shù)；而當(dāng)閘門信號為低電平時，計數(shù)器即停止計數(shù)，則1秒的閘門時間內(nèi)計數(shù)器的計數(shù)值即為被測信號的頻率。同時，為了保證測頻準(zhǔn)確，在每次閘門信號開通前提供給計數(shù)器一個清零脈沖信號，讓計數(shù)器處于零狀態(tài)，保證計數(shù)器每次都從零開始計數(shù)。如果計數(shù)器的輸出直接譯碼顯示，則在閘門信號為高電平期間，頻率計的顯示將會隨著計數(shù)值的增加而不斷變化，不斷閃爍，人眼將難以分辨。為了防止這種現(xiàn)象，在計數(shù)器和顯示、譯碼之間增加一鎖存電路。只有當(dāng)計數(shù)器停止計數(shù)后（閘門信號由高變低后），才將計數(shù)值鎖存并譯碼顯示。為了防止顯示閃爍，鎖存信號的周期必須大于人的視覺滯留時間（約為0.1秒）。2.1.2間接測頻法間接測量頻法（如周期測頻法）可以概括為：在被測信號的一個周期內(nèi)，通過計數(shù)器測量頻率為f0的基準(zhǔn)信號的周期變化次數(shù)N，則被測信號的頻率fx，即fx＝f0/N。由于被測信號與基準(zhǔn)信號的上升沿（或下降沿）不能保證同步，因而此方法存在的量化誤差為一個基準(zhǔn)信號周期T0。測量相對誤差為：δ＝T0/Tx。2.1.3兩種頻率測量方法的適用區(qū)別直接測頻法的測量相對誤差為δ＝Tx/T＝1/（fx*T）；由上式可以看出，在閘門時間固定的情況下，被測信號頻率越高，δ越小，測量精確度越高。因此要確保精確度的要求，直接測頻法只適用于對高頻信號的測頻。一般用于測量頻率高于10KHz的信號頻率。間接測頻法的測量相對誤差為：δ＝T0/Tx；由上式可知，信號的周期越長，用測周期法測頻的精度越高，因而測期周法只適用于對低頻信號的測頻。一般在信號頻率小于10Hz時采用此方法。故直接測頻率法相對適用于高頻信號的頻率測量，間接測頻法相對適用于低頻信號的頻率測量。2.2系統(tǒng)硬件的設(shè)計原理2.2.1系統(tǒng)硬件的功能方框圖設(shè)計的數(shù)字頻率計由計數(shù)、信號預(yù)處理電路（高頻信號放大、分頻處理電路）、閘門電路、測量數(shù)據(jù)顯示電路和時基——門控信號等五個模塊組成，其中信號預(yù)處理電路包含待測信號放大、波形變換、波形整形和分頻電路。系統(tǒng)硬件框圖如圖2-2所示：分頻寬頻放大分頻寬頻放大閘門28位二進(jìn)制計數(shù)顯示時基、門控信號輸入圖2-2系統(tǒng)硬件框圖28位二進(jìn)制計數(shù)器：由1塊高速的12位二進(jìn)制計數(shù)器74AC4040、單片機(jī)AT89S51內(nèi)部T0共同構(gòu)成，其中AT89S51內(nèi)的計數(shù)器被設(shè)置成16位計數(shù)器狀態(tài)。閘門電路：由于要求的工作頻率較高，閘門電路選用了貼片的高速單與非門NL17SZ00。該與非門在5V電壓時，能夠滿足140MHz的需求。時基、門控信號：制作頻率計的關(guān)鍵點在于時基信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，它決定頻率計的計數(shù)準(zhǔn)確度。在這里選用12.8MHz的TXCO單元作為單片機(jī)AT89S51的時鐘電路，由單片機(jī)用軟件方法得到所需要的門控信號。信號預(yù)處理電路（分頻寬頻和放大處理電路）：由于題目要求頻率計測頻范圍分：9KHz-2.4KHz,分<140MHz\100MHz-2.4GHz兩檔輸入。所以考慮結(jié)合單片機(jī)AT89S51的RXD腳（第10腳）。來進(jìn)行2個檔位的選擇上。而信號預(yù)處理電路分了2個部分對<104MHz和100MHz-2.4GHz進(jìn)行處理。對于100MHz-2.4GHz信號，信號預(yù)處理電路采用微波分頻器MB506及外圍電路元件構(gòu)成微波分頻電路。最后把MB506的輸出端口和<140MHz信號的輸入接在一起，通過由場效應(yīng)管VT1（MMBFj310）和三極管VT2（MMBTH10）構(gòu)成的信號放大電路。對于<140MHz信號，信號預(yù)處理電路直接將其通過VT1和VT2構(gòu)成的信號放大電路。信號放大電路將<140MHz和100MHz-2.4GHz2個檔位的信號進(jìn)行幅度放大后輸入閘門電路。計數(shù)顯示：74AC4040的計數(shù)結(jié)果被單片機(jī)通過P0、P2（只用了4位）口讀入，與單片機(jī)內(nèi)部所計數(shù)值整合到一起。再通過乘16（2.4GHz檔用到）、二-十進(jìn)制轉(zhuǎn)換等處理后，送入圖形液晶顯示模塊LCD1603中顯示出來。2.2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計的方法系統(tǒng)硬件的設(shè)計核心是功能模塊的具體元件實現(xiàn)化，其次是電路的搭建（及各模塊的連接與地、源的連線）。除去諸如單片機(jī)AT89S51、微波分頻器MB506、計數(shù)器74AC4040等集成模塊化的元件需要熟悉其引腳的連接和功能外，還需要自己憑借電子技術(shù)的知識自己去構(gòu)建信號放大電路。不僅如此，在設(shè)計電路原理圖和畫PCB板的時候還要涉及電子設(shè)計專業(yè)軟件ProtelDXP。所以說，這次畢業(yè)設(shè)計要求我們用到的知識點囊括了數(shù)電、模電、軟件、單片機(jī)……等方方面面。針對本次設(shè)計，我采用先復(fù)習(xí)知識點，給出系統(tǒng)硬件功能模塊組成；完成各功能模塊的設(shè)計（包括其主要元件及其外圍電路），設(shè)計模塊連接電路；最后進(jìn)行電路整體改進(jìn)及功能測試。2.2.3設(shè)計中的技術(shù)要求1、頻率計測頻率范圍：9KHz-2.4GHz,分<140MHz、100MHz-2.4GHz兩檔輸入。電路原理圖針對這個要求分別設(shè)定2個輸入端口。<140MHz的低頻信號輸入和100MHz-2.4GHz的高頻信號輸入。這里之所以要求最低的測試頻率在9KHz以上，是因為前面介紹過的直接測頻法的適用范圍大致在10KHz以上。也就是說測量9KHz以下頻率時，直接測頻法的誤差相對于間接測頻法更大，應(yīng)該采用間接測頻法。2、輸入靈敏度《30mV，<140MHz檔測量精度為1Hz,100MHz-2.4GHz檔測量精度為16Hz。對放大器來說，靈敏度一般指達(dá)到額定輸出功率或電壓時輸入端所加信號的電壓大小，因此也稱為輸入靈敏度。針對輸入靈敏度<=30mV，在高頻信號放大、分頻處理電路中，高頻信號放大電路由VT1（場效應(yīng)管MMBFJ310）、VT2（三極管MMBTH10）及外圍元件共同構(gòu)成，具有較大的輸入阻抗，能保證其工作靈敏度的要求。而針對<140MHz檔測量精度為1Hz,100MHz-2.4GHz檔測量精度為16Hz，此設(shè)計采用的二十八位二進(jìn)制計數(shù)器是由一塊高速的12位二進(jìn)制計數(shù)器74AC4040、單片機(jī)AT89S51內(nèi)部計數(shù)器T0共同構(gòu)成，其中AT89S51內(nèi)的計數(shù)器被設(shè)置成16位計數(shù)器狀態(tài)。高速二進(jìn)制計數(shù)器74AC4040最高可以工作到140MHz，作為低位計數(shù)器使用。當(dāng)輸入信號的頻率為140MHz時，在Q12腳輸出頻率140M/212,約35kHz信號送入AT89S51的內(nèi)部計數(shù)器T0。AT89S51的內(nèi)部計數(shù)器T0的最高頻率為12.8/（12×2×2），約250kHz，遠(yuǎn)大于35kHz，故AT89S51能保證計數(shù)數(shù)值的準(zhǔn)確性。28位二進(jìn)制最高可計數(shù)數(shù)值為228=268435436。故能保證在140MHz的輸入狀態(tài)下計數(shù)精確度為1Hz。3、頻率穩(wěn)定度溫度特征±1ppm/-20～60℃。ppm是英文partspermillion的縮寫，意為是每百萬分中的一部分，即表示百萬分之（幾），或稱百萬分率。如1ppm即一百萬千克的溶液中含有1千克溶質(zhì)。ppm與百分率（％）所表示的內(nèi)容一樣，只是它的比例數(shù)比百分率大而已。頻率穩(wěn)定度溫度特征±1ppm/-20～60℃表示溫度從－20℃到60℃變化時的穩(wěn)定度為±1ppm。針對這點要求，我在設(shè)計中采用溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）作為單片機(jī)AT89S51的時鐘電路。12.8M頻率的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）完全呢功能滿足在－55℃～85℃范圍內(nèi)能達(dá)到±0.25～±1ppm的精度。2.3設(shè)計工具2.3.1ProtelDXP的概述2021年8月，Altium(protelTechnology前身)公司推出一套最新ProtelDXP電路板設(shè)計軟件平臺，簡稱ProtelDXP,運(yùn)行于WindowsXP/2021操作系統(tǒng)。ProtelDXP不僅繼承了Protel系列產(chǎn)品的優(yōu)點，更重要的是將所有的設(shè)計工具集成于設(shè)計系統(tǒng)一身。通過把設(shè)計輸入仿真、PCB繪制編輯、拓?fù)渥詣硬骄€、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)的完美融合，位擁護(hù)提供了全程的解決芳案，使擁護(hù)可以輕松進(jìn)行各種復(fù)雜的電路板設(shè)計。2.3.2ProtelDXP的組成ProtelDXP由5大模塊組成系統(tǒng)工具，分別為原理圖（SCH）設(shè)計、印制電路板（PCB）設(shè)計、原理圖（SCH）仿真、自動布線器（AutoRouter）和可編程邏輯器件（FPGA）設(shè)計。ProtelDXP將原理圖編輯、PCN繪制以及打印等功能有機(jī)的結(jié)合在一起，形成了一個集成的開發(fā)環(huán)境。在這個環(huán)境中，所謂的原理圖編輯，就是電子電路的原理圖設(shè)計，是通過原理圖編輯器來實現(xiàn)的，原理圖編輯器為擁護(hù)提供高速、智能的援例圖編輯手段，由它生成的原路圖文件為印制電路板的制作做準(zhǔn)備工作。所謂的PCB板繪制，就是印制電路板的設(shè)計，是通過PCB編輯器來實現(xiàn)的，由它生成的PCB文件將直接喁喁到印制電路板的生產(chǎn)中。2.3.3protelDXP的特點ProtelDXP的原理圖編輯器，不僅僅用語電子電路的原理圖設(shè)計，它還可以輸出設(shè)計PCB板必須的網(wǎng)絡(luò)表文件，設(shè)定PCB板設(shè)計的電氣法則，根據(jù)用戶的要求，輸出令用戶滿意的原理圖設(shè)計圖紙。支持層次化原理圖設(shè)計，當(dāng)擁護(hù)的設(shè)計工程較大，很男用一張原理圖來完成時，可以把設(shè)計工程分為若干子工程，子工程可以再劃分為若干功能模塊，功能模塊還可以再往下劃分直至底層的基本模塊，然后分層逐級設(shè)計。ProtelDXP的PCB編輯器提供了元件的自動和交互布局，可以大量減少局部工作的負(fù)擔(dān)；還提供多種走線模式，適合不同情況的需要。與在線規(guī)則沖突時會立刻高亮顯示，避免交互布局或布線時出現(xiàn)錯誤。最大限度地滿足用戶的設(shè)計要求，不僅可以放置半通孔、深埋過孔，而且還提供了各式各樣的焊盤。大量的設(shè)計法則，通過詳盡、全面的設(shè)計規(guī)則的定義，可以為板圖設(shè)計符合實際要求提供保證。具有很好的手動設(shè)計和自動設(shè)計的融合程度，對于電路元件多、連接復(fù)雜、有特殊要求的電路，可以選擇自動布線與手工調(diào)整相結(jié)合的方法。元件的連接采用智能化的連接工具，在PCB電路設(shè)計完成后，可以通過設(shè)計法則檢查（DRC），來包乘OCB電路板完全符合設(shè)計要求。ProtelDXP可以通過原理圖編輯器的設(shè)計同步器來實現(xiàn)與PCB電路板同步。采用設(shè)計不同器更新目標(biāo)PCB。用戶根本不必處理網(wǎng)絡(luò)表文件的輸出與輸入，并且在信息向PCB電路板的傳遞過程中，設(shè)計同步器會自動地在PCB電路板的文件更新電氣連接的信息（如元件的封裝形式以及元件之間的連接等），對修改過程中出現(xiàn)的錯誤還會提供報警信息。類似地，在PCB電路板的設(shè)計過程中，通貨印制電路伴編輯器內(nèi)的設(shè)計同步器也能更新原理圖設(shè)計文件。ProtelDXP提供了豐富的元件庫，幾乎覆蓋了所有的電子元器件廠家的元件種類；提供強(qiáng)大的庫元件查詢功能，并且支持以前的低版本的元件庫，向下兼容。ProtelDXP是真正的多通道的設(shè)計，可以簡化多個完全相同的子模塊的重復(fù)輸入設(shè)計，在PCB編輯時也提供這些模塊的復(fù)制操作，不必一一布局布線。采用了一種查詢驅(qū)動的規(guī)則定義方式通過語句來約束規(guī)則的適用范圍，并且可以定義同類別規(guī)則間的優(yōu)先級別。還帶有智能的標(biāo)注功能，通過這些標(biāo)注功能可以直接反映對象的屬性。用戶也可以按照需要選擇不同的標(biāo)注單位、精度、字體方向、指示箭頭的樣式。豐富的輸出特性，支持第三方軟件格式的數(shù)據(jù)交換。ProtelDXP的輸出格式為標(biāo)準(zhǔn)的Windows輸出格式，支持所有的打印機(jī)和繪圖儀的Windows驅(qū)動程序，支持頁面設(shè)置，打印預(yù)覽等功能，輸出質(zhì)量明顯提高。第三章電路設(shè)計說明3.1電路的原理圖如圖3-1所示。整個數(shù)字頻率計系統(tǒng)分為信號預(yù)處理模塊、閘門電路、計數(shù)模塊、時基門控模塊和顯示模塊等幾個單元。信號預(yù)處理模塊包括分頻寬頻和信號放大2個部分組成。分頻寬頻部分是由微波分頻器MB506及其外圍電路構(gòu)成；信號放大是由場效應(yīng)管MMBFJ310和三極管MMBTH10構(gòu)成。閘門電路是由輸入與非門NL74SZ00構(gòu)成。計數(shù)模塊是由計數(shù)器74AC4040和單片機(jī)AT89S51構(gòu)成。時基門控信號是由溫補(bǔ)晶振TCXO1構(gòu)成。顯示模塊是由液晶顯示LCD1602構(gòu)成。具體的電路原理圖可以參見附錄一。低頻信號直接接入信號放大模塊（場效應(yīng)管MMBFJ310、三極管MMBTH10），而高頻信號要先通過分頻寬頻放大模塊（MB506）處理再與低頻信號接入信號放大模塊。MB506有64、128、256三種分頻比，最高工作到2.4GHz。改變第3（SW1）、6腳（SW2）的連接可以得到不同的分頻比，本電路采用的是64分頻。由于MB506自帶放大、整形電路，故應(yīng)用電路極為簡單，2腳（Vcc）為電源腳，有3腳（SW1）控制其是否接入電路。當(dāng)MB506的2腳（Vcc）為+5V時，分頻器工作，+5V電壓還送入到AT89S51的第10腳（RXD）。單片機(jī)AT89S51通過讀入第10腳（RXD）來判斷是<140MHz檔，還是100MHz~2.4GHz檔，以此來決定內(nèi)部數(shù)據(jù)處理顯示的方式。單片機(jī)的外部中斷端口、分別與輸入與非門NL17SZ00的第2腳及計數(shù)器74AC4040的RST腳相連接，以提供中斷控制。本電路的與是低點平有效，也即是說在機(jī)器周期的下降沿觸發(fā)有效。與經(jīng)過信號放大模塊幅度放大后的被測信號一起接入輸入與非門NL17SZ00，這樣可以控制被測信號在單片機(jī)不同的機(jī)器周期內(nèi)不會混淆導(dǎo)致計數(shù)的失?。慌c計數(shù)器74AC4040的RST腳相連接，使得計數(shù)器74AC4040的計數(shù)是計數(shù)的一個單片機(jī)的機(jī)器周期內(nèi)的脈沖個數(shù)。具體的方法是開始時為“1”，即通過與非門NL17SZ00的信號完全取決與待測信號（閘門開）；在1秒后置為“0”，即通過與非門NL17SZ00的信號完全與待測信號無關(guān)（閘門關(guān)）。設(shè)計頻率計的關(guān)鍵點在于時基信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，它決定頻率計的計數(shù)精度。本電路用的是12。8MHz的TXCO（溫補(bǔ)晶振）單元作為為單片機(jī)AT78S51的時鐘電路，由單片機(jī)用軟件方法得到所需要的門控信號。（一般單片機(jī)做的頻率計通過中斷方式獲得，由于AT89S51中斷方式存在時延問題。這在低分辨率下可以忽略，但對于大于100MHz下1Hz的分辨率是不能忽略的。所以這里我在設(shè)計制作中時基的獲得沒有使用中斷而直接用軟件延時得到。）門控信號由AT89S51的P3.2讀入。若要進(jìn)一步提高精度，單片機(jī)AT89S51的時鐘電路可以選用恒溫晶體。計數(shù)器74AC4040的計數(shù)結(jié)果被單片機(jī)通過P0、P2（只用了4位）口讀入，于單片機(jī)內(nèi)部所計數(shù)值合到一起。再通過乘16（2.4GHz檔用到）、二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換等處理后，送入圖形液晶顯示模塊LCD1602中顯示出來。選用LCD1602是因為其占用單片機(jī)的資源較少，并且可以顯示一些輔助信息。在這里沒有用常用的數(shù)碼管來顯示，是由于其工作時需要單片機(jī)的掃描，這樣就不能用軟件延時了。最后，還有電源電路，這一部分主要由穩(wěn)壓集成電路LM7805構(gòu)成。3.2設(shè)計中重要元器件的說明3.2.1單片機(jī)AT89S51本設(shè)計用到了單片機(jī)AT89S51，利用了它內(nèi)部的定時/計數(shù)器完成待測信號周期/頻率的測量。單片機(jī)AT89S51內(nèi)部具有2個16位定時/計數(shù)器，定時/計數(shù)器可以由編程來實現(xiàn)定時、計數(shù)和產(chǎn)生計數(shù)益出中斷要求等功能。在構(gòu)成位定時器時，每個機(jī)器周期加1，這樣以機(jī)器周期為基準(zhǔn)可以用來測量時間間隔。在構(gòu)成為計數(shù)器時，在相應(yīng)的外部引腳發(fā)生從1到0的跳變時計數(shù)器加1，這樣在計數(shù)閘門的控制下可以用來測量待測信號的頻率。1P00P01P02P03P04P051P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27RXDTXDALE/PPSENP10P11P12P13P14P15P16P17T1T0/VPX1X2RESET23456789101112131415161718192126222324252728\82930313233343536373839P00～P07，P20～P27，為2個輸入引口；p10～p17為輸出引口；/VP、RESET由電源電路控制；通過RXD來分辨檔位進(jìn)行區(qū)分；T0、T1為內(nèi)部計數(shù)器引腳；、為單片機(jī)中斷源。連接與非門NL17SZ00，連接計數(shù)器74AC4040的復(fù)位（RST），均用來形成閘門控制。X1接通時基——門控信號。3.2.2計數(shù)器74AC404012位的計數(shù)器74AC4040有Q0～Q11位輸出端，其分頻值分別為20，21，22，…，211，輸出端Q11Q10Q9Q8Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1在計數(shù)脈沖的控制下，可實現(xiàn)二進(jìn)制遞加數(shù)從00000000000→00000000001→00000000010→……→11111111111→00000000000的循環(huán)。下圖是74AC4040管腳圖。112345687916151413121011Q11Q5Q4Q6Q3Q2Q1VssVddQ10Q9Q8Q7CRQ0圖3-2計數(shù)器74AC4040管腳圖引出端功能符號：時鐘輸入端；CR清除端；Q0~Q11計數(shù)脈沖輸出端；Vdd正電源；Vss地輸入功能CRXLLH保持計數(shù)所有輸出為L圖3-374AC4040的狀態(tài)控制3.2.3分頻器MB506分頻器MB506是一塊有64、128、256三種分頻比的分頻電路，最高工作頻率2.4GHz。改變③、⑥腳的接法，可得到不同分頻比，本電路中的接法為64分頻。由于MB506自帶放大、整形電路，故應(yīng)用電路極為簡單。②腳為電源端，由開關(guān)SW-SPDT控制，當(dāng)使用100MHz-2.4GHz擋時接入+5V，不用時斷開，以減小干擾。④腳為輸出端。而在圖3-6中，在二極管VD1正端引出一跟導(dǎo)線，直接與單片機(jī)AT89S51的串行輸出口RXD腳相連接，（RXD腳這里高電平有效）。當(dāng)開關(guān)S1往下打的時候，分頻器工作，待測的高頻信號經(jīng)過分頻處理，通過VD1連接回幅度放大電路開始端，進(jìn)行幅度放大。這時，二極管VD1正端為高電平，同時將高電平傳給單片機(jī)的RXD腳。我們就可以通過RXD腳來判斷出測量的信號是高頻信號。而當(dāng)開關(guān)S1往上打的時候，分頻器沒有接入測頻的工作電路，二極管VD1的正端為低電平，同時將低電平傳給RXD腳，我們就可以通過RXD腳來判斷測量的信號是低頻信號。當(dāng)然，我們這里先用MB506對高頻信號進(jìn)行64分頻，即把待測信號的頻率除以64，在對待測（高頻）信號計數(shù)完畢之后，我們會對它進(jìn)行64倍的頻率還原。具體的方法就是4*16=64，軟件延時4秒，然后在把信號頻率乘以16，從而得到正確的頻率測量值。ININVccSW1OUT-INNCSW2GND12345678圖3-4分頻器MB506管腳圖圖3-5分頻器MB506電路連接圖圖3-6控制分頻器MB506的開關(guān)電路圖3.2.4溫度補(bǔ)償晶體振蕩器TCXO1溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）是通過附加的溫度補(bǔ)償電路使由周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器。這里選用的是12．8MHz的TCXO：±0.28ppm/－20℃——+70℃,3.3V。完全符合題目要求的頻率穩(wěn)定度溫度特征（±1ppm/－20℃——+60℃）。OutOutGNDVccVctr3241圖3-7溫補(bǔ)晶振TCXO1管腳圖3腳為輸出，接單片機(jī)AT89S51的X1腳為之提供時基信號；2腳接地；4腳為電源輸入；1腳接壓控電源輸入。圖3-8溫補(bǔ)晶振TCXO1電路連接圖3.2.5顯示模塊液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。本設(shè)計用的LCD1602（B字符型）可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0-D7，和RS、R/W、EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光。11234567891011121314圖3-9液晶顯示LCD1602管腳圖LCD1602引腳說明：編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2雙向數(shù)據(jù)口2VDD電源正極10D3雙向數(shù)據(jù)口3VL對比度調(diào)節(jié)11D4雙向數(shù)據(jù)口4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5雙向數(shù)據(jù)口5R/W讀/寫選擇13D6雙向數(shù)據(jù)口6E模塊使能端14D7雙向數(shù)據(jù)口7D0雙向數(shù)據(jù)口15BLK背光源地8D1雙向數(shù)據(jù)口16BLA背光源正極注意事項：從該模塊的正面看，引腳排列從右向左為：15腳、16腳，然后才是1－14腳(線路板上已經(jīng)標(biāo)明)。VDD：電源正極，4.5－5.5V，通常使用5V電壓；VL：LCD對比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)范圍為0－5V。接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，但對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，因此通常使用一個10K的電位器來調(diào)整對比度，或者直接串接一個電阻到地；RS：MCU寫入數(shù)據(jù)或者指令選擇端。MCU要寫入指令時，使RS為低電平；MCU要寫入數(shù)據(jù)時，使RS為高電平；R/W：讀寫控制端。R/W為高電平時，讀取數(shù)據(jù)；R/W為低電平時，寫入數(shù)據(jù)；E：LCD模塊使能信號控制端。寫數(shù)據(jù)時，需要下降沿觸發(fā)模塊。D0－D7：8位數(shù)據(jù)總線，三態(tài)雙向。如果MCU的I/O口資源緊張的話，該模塊也可以只使用4位數(shù)據(jù)線D4－D7接口傳送數(shù)據(jù)。本充電器就是采用4位數(shù)據(jù)傳送方式；BLA：LED背光正極。需要背光時，BLA串接一個限流電阻接VDD，BLK接地，實測該模塊的背光電流為50mA左右；BLK：LED背光地端。圖3-10液晶顯示LCD1602實物圖圖3-11數(shù)字頻率計實物圖第四章硬件制作4.1總體設(shè)計思路拿到設(shè)計的任務(wù)書，首先就是構(gòu)建硬件系統(tǒng)的功能模塊組成。頻率的測量，簡單的說就是在閘門時間內(nèi)，計數(shù)時間內(nèi)的脈沖個數(shù)。首先，針對題目的分兩檔輸入待測信號（一檔接頻率〈140MHz的低頻信號，一檔接頻率〉100MHz的高頻信號），就得對之進(jìn)行信號的預(yù)處理，其中就包括對高頻信號的分頻及對待測信號的幅度放大（之所以要放大，是為了避免在計數(shù)脈沖個數(shù)的時候出現(xiàn)電平模糊問題）。其次，閘門信號的開和關(guān)決定了計數(shù)是否進(jìn)行。閘門開，計數(shù)；閘門關(guān)，停止計數(shù)。第3，脈沖的計數(shù)。最后，測量的結(jié)果肯定是要顯示的，所以也需要一個顯示模塊。即：由計數(shù)、信號預(yù)處理電路（高頻信號放大、分頻處理電路）、閘門電路、測量數(shù)據(jù)顯示電路和時基——門控信號等五個模塊組成。如圖4-1所示：分頻寬頻放大分頻寬頻放大閘門28位二進(jìn)制計數(shù)顯示時基、門控信號輸入圖4-1系統(tǒng)硬件功能模塊圖接著，就是要明確各個功能模塊的實物搭建。其中，功能模塊“分頻寬頻放大”，其放大部分我用的是一塊場效應(yīng)管MMBFJ310和一塊三極管MMBTH10以二級放大的形式組成。其放大倍數(shù)由其負(fù)反饋決定。其分頻部分，用的是有一塊分頻器MB506，這里用的是它的64分檔，也就是說它會把待測信號的頻率除以64（周期擴(kuò)大64倍），最后會通過軟件編程使單片機(jī)采取乘以64的方法對之進(jìn)行還原。功能模塊“閘門”，其構(gòu)成就是一塊高速與非門NL17SZ00。它把待測信號與單片機(jī)的外部中斷與經(jīng)過“分頻寬頻放大”模塊處理的待測信號相與非，并以次達(dá)到“閘門”的作用。功能模塊“時基、門控信號”采用的是符合題目要求（頻率穩(wěn)定度溫度特征±1ppm/-20~60℃）的溫補(bǔ)晶振TCXO1。由它給單片機(jī)提供時鐘信號。功能模塊“28位二進(jìn)制計數(shù)器”用的是由1塊高速的12位二進(jìn)制計數(shù)器74AC4040、單片機(jī)AT89S51內(nèi)部T0共同構(gòu)成，其中AT89S51內(nèi)的定時/計數(shù)器被設(shè)置成16位計數(shù)器狀態(tài)。功能模塊“顯示”，這里用的是一塊液晶顯示LCD1602。下面的工作，就是用ProtelDXP進(jìn)行電路的具體設(shè)計.設(shè)計制作出PCB板，將元件焊接上去，完成硬件電路設(shè)計。4.2ProtelDXP的使用由于ProtelDXP的高度集成化，我這里的設(shè)計主要用的是它的原理圖（SCH）設(shè)計和印制電路板（PCB）設(shè)計兩個功能。4.2.1電路原理圖設(shè)計流程(1)設(shè)置圖紙規(guī)格，ProtelDXP原理圖編輯器啟動后，首先要先繪制的電路有一個初步的構(gòu)思，設(shè)計好圖紙大小。圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復(fù)雜程度而定的，設(shè)置合適的圖紙大小是設(shè)計好原理圖的第一步。在這里，我使用的是系統(tǒng)的默認(rèn)的圖紙尺寸和相關(guān)的設(shè)置。(2)設(shè)置原理圖編輯器系統(tǒng)參數(shù)。包括設(shè)置柵格大小和類型、光標(biāo)類型。(3)放置元件、導(dǎo)線等相關(guān)圖件。(4)原理圖的調(diào)整，利用ProtelDXP原理圖編輯器提供的各種編輯工具，將圖紙上的元件進(jìn)行編輯和調(diào)整，如電氣檢查、參數(shù)修改、元件排列和各種標(biāo)注文字等，構(gòu)成一個完整的原理圖。(5)報表輸出，通過ProtelDXP原理圖編輯器提供的報表工具生成報表。(6)文件保存及打印輸出。4.2.2PCB的設(shè)計流程通常，先設(shè)計好原理圖，然后創(chuàng)建一個空白的PCB文件，再設(shè)置PCB外形、尺寸。根據(jù)自己的習(xí)慣設(shè)置環(huán)境參數(shù)，接著向空白的PCB文件導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表及元件的封裝等數(shù)據(jù)，然后設(shè)置工作參數(shù)，通常包括板層的設(shè)定和布線規(guī)則的設(shè)定。在上述準(zhǔn)備工作完成后，就可以對元器件布局了。接下來的工作是自動布線、手工調(diào)整不合理的圖件、對電源和接地線進(jìn)行敷銅，最后進(jìn)行設(shè)計校驗。在印制電路板設(shè)計完成后，將與設(shè)計有關(guān)的文件進(jìn)行導(dǎo)出、存盤。其中，準(zhǔn)備原理圖和規(guī)劃印制電路板為印制電路板設(shè)計的前期工作，其他步驟才是設(shè)計印制電路板的工作，先詳細(xì)介紹如下：(1)準(zhǔn)備原理圖：印制電路板設(shè)計的前期工作——繪制原理圖。(2)規(guī)劃印制電路板：印制電路板設(shè)計的前期工作——規(guī)劃印制電路板。包括選擇電路板為單面板、雙面板，還是雙面板(這里選擇雙面板）,選取電路板的尺寸，電路板與外界的接口形式，以及接插件的安裝位置和電路板的安裝方式等。(3)設(shè)置環(huán)境參數(shù)：這是印制電路板設(shè)計中非常重要的步驟。主要內(nèi)容有設(shè)定電路板的結(jié)構(gòu)及其尺寸，板層參數(shù)。(4)導(dǎo)入數(shù)據(jù)：主要是將由原理圖形成的電路網(wǎng)絡(luò)邊、元件封裝等參數(shù)裝入PCB空白文件中。ProtelDXP提供一種不通過網(wǎng)絡(luò)表而直接將原理圖內(nèi)容傳輸?shù)絇CB文件的方法。這種方法看起來雖然沒有直接通過網(wǎng)絡(luò)報表文件，其實這些工作由ProtelDXP內(nèi)部自動完成了。(5)設(shè)定工作參數(shù)：電氣柵格，可視柵格的大個形狀，公制與英制的裝換，工作層面的顯示和顏色等。(6)元件布局：元件的布局分為自動布局和手工布局。一般情況下，自動布局很難滿足要求。元件布局要從機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱、電磁干擾、將來布線的方便性等方面進(jìn)行綜合考慮。(7)設(shè)置布線規(guī)則：布線規(guī)則設(shè)置也是印制電路板設(shè)計的關(guān)鍵之一。布線規(guī)則是設(shè)置布線時的各個規(guī)范。包括安全檢舉、導(dǎo)線寬度等，這是自動布線的依據(jù)。(8)自動布線：ProtelDXP自動布線的功能比較完善，也比較強(qiáng)大。(9)手工調(diào)整：很多情況下，自動布線往往很難滿足設(shè)計要求，如拐彎太多等問題，這時就需要進(jìn)行手工調(diào)整，以滿足設(shè)計要求。(10)敷銅：對各布線層中放置地線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行敷銅，以增強(qiáng)設(shè)計電路的抗干擾能力；另外，需要通過大電流的地方要采用敷銅的方法來加大過電流的能力。(11)DRC檢驗：對布線完畢后的電路板做DRC檢驗，以確保印制電路板圖符合設(shè)計規(guī)則，所有的網(wǎng)絡(luò)均已正確連接。(12)輸出文件：在印制電路板設(shè)計完成后，還有必要工作必須完成。包括保存設(shè)計的各種文件，并打印輸出或文件輸出，包括PCB文件等。4.3.3使用Protel遇到的難點在原理圖（SCH）設(shè)計上，最主要的難點有2個：各個功能模塊間的連接和元件的加載。其中，各個功能模塊間的連接最是復(fù)雜。要想與其他功能模塊連接，首先就是要先連接好各個功能模塊內(nèi)部的電路。這一點，我是以各個模塊的核心元件為中心，明確該元件的各個引腳的接法，以該元件為中心設(shè)計其外圍電路。這一點，很不好設(shè)計。如果說分頻器MB506和溫補(bǔ)晶振TXCO的外圍電路可以借鑒別人的經(jīng)典接法外，場效應(yīng)管MMBFJ310和三極管MMBTH10組成的兩級放大才真正的考驗了我模擬電子技術(shù)的基本功。本設(shè)計中，之所以要加入幅度放大電路主要是因為在TTL邏輯門信號中存在一個電平模糊問題：0——0.8vTTL信號被判斷為低電平“0”；0.8——2.4vTTL信號無法被準(zhǔn)確判斷為低電平“0”還是高電平“1”；3v以上TTL信號被判斷為高電平“1”。所以為了避免待測信號邏輯判斷出錯，這里就得對它進(jìn)行幅度放大。本設(shè)計用的場效應(yīng)管采用的是共漏極電路接法，這樣接的特點是：1、電壓增益小于1，單接近于1。2、輸入輸出電壓同相。3、輸入電阻高而輸入電容小。4、輸出電阻小，可作阻抗變換用。三極管的接法采用的是共射極電路接法，這樣接的特點是：1、電壓增益高。2、輸出電阻高。3、適用于多級放大電路的中間級。這里場效應(yīng)管采用共漏極電路接法主要是考慮到輸入電阻高而輸入電容小這一點，輸入電阻高了，才能在一定程度上保證測量的精度。而三極管的接法采用共射極電路接法主要是考慮到電壓增益高這一點。在幅度放大電路這一部分里，場效應(yīng)管的電壓增益小于1，但接近1，這里取Av1=1；三極管的電壓增益為49.8，這里取Av2=50。所以整個幅度放大電路的增益為AV=50。圖4-2場效應(yīng)管和三極管的接法在做好各個功能模塊的外圍電路設(shè)計后，連接其他模塊只需要把對應(yīng)的輸入輸出腳相連接就可以了。另一個棘手的問題就是ProtelDXP文件帶的元件庫不可能涵蓋所有的元件，它只囊括了常用的元件，也就是說在同一類的元件中，它只有最具代表性的幾個元件。比如本次設(shè)計用到的AT89S51，雖然S51是C51的升級版，而且市面上也很容易買到，但ProtelDXP的元件庫里就是沒有S51。我原理圖（SCH）設(shè)計用到的AT89S51全部是自己畫的原理圖和封裝圖。還有分頻器MB506、溫補(bǔ)晶振TXCO1、三極管MMBTH10、場效應(yīng)管MMBFJ310、與非門NL17SZ00、液晶顯示LCD1602……在元件原理圖的編輯上，很多元件的原理圖都跟與它同類型的元件想仿，這一點可以借鑒。但元件封裝圖的編輯上，就不能隨意的借鑒！要根據(jù)其實物的封裝型號來設(shè)置。在印制電路板（PCB）設(shè)計上，最主要的問題是布線。ProtelDXP支持自動布線，但自動布線的效率雖高，但布線的結(jié)果往往不如人意。這是因為自動布線的功能主要是實現(xiàn)的電氣網(wǎng)絡(luò)間的連接，在自動布線的實施過程中，很少考慮到電氣、物理和散熱等要求，因此必須通過手工來調(diào)整，使電路板既能實現(xiàn)正確的電氣連接，又能滿足用戶的設(shè)計要求。我采用的手工調(diào)整方法是對不合理的布線，采取先拆線，后手工布線。當(dāng)然最后在把路板（PCB）設(shè)計圖送被PCB板生產(chǎn)商制作的時候，還需要專門針對生產(chǎn)廠商的機(jī)器規(guī)格對最小線寬和最小孔徑進(jìn)行修改。這里我設(shè)置最小線寬為12mil，最小孔徑為1mil。4.3電路板的實物制作結(jié)果在元件的購買和焊接的過程中，出現(xiàn)了一個問題：作為閘門控制的關(guān)鍵性元件，與非門NL17SZ00沒有買到。我在成都，綿陽，甚至托人在深圳買，都是一無所獲。由于題目要求，待測頻率一般都近百兆的頻率，輸入腳導(dǎo)入的頻率非常大，要求與非門要高速才行。一般常見的與非門比如74LS00系列，根本無法滿足要求！目前，我已經(jīng)完成了除去與非門NL17SZ00外的全部制作，現(xiàn)在完全是因為NL17SZ00無法購買到，才導(dǎo)致無法得到最后的顯示結(jié)果。我的原理圖（SCH）設(shè)計經(jīng)過導(dǎo)師的檢查，完全符合要求。說明我的設(shè)計思路和方法是正確的。在整個設(shè)計過程中，我完成了原理圖設(shè)計，制作了PCB板，基本完成元器件安裝，并用對電路板焊盤、過孔進(jìn)行了檢驗。結(jié)束語本設(shè)計所進(jìn)行的主要工作就是結(jié)合Altium公司的ProtelDXP軟件，應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)和模擬電子技術(shù)，討論了單片機(jī)在數(shù)字頻率計中的應(yīng)用和實現(xiàn)問題的方法。主要完成的工作是完成了電路設(shè)計的功能模塊化以及單片機(jī)定時/計數(shù)器的邏輯控制。需要指出的是實際上這是一篇討論利用單片機(jī)進(jìn)行硬件電路設(shè)計的文章。本文所討論的設(shè)計重點在于如何利用單片機(jī)實現(xiàn)特定的功能，特別是本文中多次涉及到中斷控制的知識，通過這個設(shè)計我更好地掌握了這種典型應(yīng)用的設(shè)計方法。單片機(jī)技術(shù)作為一項新興技術(shù)極大地縮短了設(shè)計周期，在未來地電子設(shè)計領(lǐng)域中還會繼續(xù)發(fā)揮舉足輕重地作用，更好地學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)可以使我們在將來的工作中游刃有余。而且，畢業(yè)設(shè)計作為我們本科四年學(xué)習(xí)的最后一個項目，會對我們進(jìn)行各方面能力的培養(yǎng)，主要是：為了了解課題背景、現(xiàn)今狀況，鍛煉了調(diào)查研究、查閱中外文獻(xiàn)和收集資料的能力；為了合理的解決問題，鍛煉了理論分析、制定設(shè)計或試驗方案的能力；設(shè)計、計算和繪圖的能力；試驗研究和數(shù)據(jù)處理能力；綜合分析、總結(jié)提高、編制設(shè)計說明書及撰寫科技論文得能力；工程應(yīng)用、動手實現(xiàn)工程設(shè)計得能力；在設(shè)計過程中我們會大量閱讀有關(guān)外文文檔、使用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)計，從而鍛煉了外語、計算機(jī)能力。參考文獻(xiàn)[1].PaxsonV.MeasurementandAnalysisofEnd-to-EndInternetDynamics[D].Berkeley:UnivofCalifornia.Berkeley，2021[2].何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編,vol:25(5)2021,pp794-797[3].張洪潤.單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計200例.北京航空航天大學(xué)，2021[4].熊軍鋒，陳霞．電腦與單片機(jī)．電子工業(yè)出版社，2021.12[5].吳秀清．微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)．中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2021[6].謝自美.電子線路設(shè)計?實驗?測試.華中科技大學(xué)出版社，2021.7[7].張群瞻.Prote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感謝我大學(xué)四年的同窗，是你們讓我感受了大學(xué)的美好。和你們共同走過的這大學(xué)四年，我感到無比的快樂。附錄1原理圖（SCH）設(shè)計圖附錄2印制電路板（PCB）設(shè)計圖附錄3元器件清單計數(shù)器74AC40401高速與非門NL17SZ001分頻器MB5061溫補(bǔ)晶振TCXO11場效應(yīng)管MMBFJ3101三極管MMBTH101單刀雙擲開關(guān)1單片機(jī)AT89S5110.1uF電容6104電容101022pF電容110k滑動變阻器247k電阻17.8k電阻14.7k電阻110k電阻1二極管4100uF極性電容1220uF極性電容1

咖啡店創(chuàng)業(yè)計劃書第一部分：背景在中國，人們越來越愛喝咖啡。隨之而來的咖啡文化充滿生活的每個時刻。無論在家里、還是在辦公室或各種社交場合，人們都在品著咖啡?？Х戎饾u與時尚、現(xiàn)代生活聯(lián)系在一齊。遍布各地的咖啡屋成為人們交談、聽音樂、休息的好地方，咖啡豐富著我們的生活，也縮短了你我之間的距離，咖啡逐漸發(fā)展為一種文化。隨著咖啡這一有著悠久歷史飲品的廣為人知，咖啡正在被越來越多的中國人所理解。第二部分：項目介紹第三部分：創(chuàng)業(yè)優(yōu)勢目前大學(xué)校園的這片市場還是空白，競爭壓力小。而且前期投資也不是很高，此刻國家鼓勵大學(xué)生畢業(yè)后自主創(chuàng)業(yè)，有一系列的優(yōu)惠政策以及貸款支持。再者大學(xué)生往往對未來充滿期望，他們有著年輕的血液、蓬勃的朝氣，以及初生牛犢不怕虎的精神，而這些都是一個創(chuàng)業(yè)者就應(yīng)具備的素質(zhì)。大學(xué)生在學(xué)校里學(xué)到了很多理論性的東西，有著較高層次的技術(shù)優(yōu)勢，現(xiàn)代大學(xué)生有創(chuàng)新精神，有對傳統(tǒng)觀念和傳統(tǒng)行業(yè)挑戰(zhàn)的信心和欲望，而這種創(chuàng)新精神也往往造就了大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的動力源泉，成為成功創(chuàng)業(yè)的精神基礎(chǔ)。大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的最大好處在于能提高自己的潛力、增長經(jīng)驗，以及學(xué)以致用;最大的誘人之處是透過成功創(chuàng)業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)自己的理想，證明自己的價值。第四部分：預(yù)算1、咖啡店店面費(fèi)用咖啡店店面是租賃建筑物。與建筑物業(yè)主經(jīng)過協(xié)商，以合同形式達(dá)成房屋租賃協(xié)議。協(xié)議資料包括房屋地址、面積、結(jié)構(gòu)、使用年限、租賃費(fèi)用、支付費(fèi)用方法等。租賃的優(yōu)點是投資少、回收期限短。預(yù)算10-15平米店面，啟動費(fèi)用大約在9-12萬元。2、裝修設(shè)計費(fèi)用咖啡店的滿座率、桌面的周轉(zhuǎn)率以及氣候、節(jié)日等因素對收益影響較大?？Х瑞^的消費(fèi)卻相對較高，主要針對的也是學(xué)生人群，咖啡店布局、格調(diào)及采用何種材料和咖啡店效果圖、平面圖、施工圖的設(shè)計費(fèi)用，大約6000元左右3、裝修、裝飾費(fèi)用具體費(fèi)用包括以下幾種。(1)外墻裝飾費(fèi)用。包括招牌、墻面、裝飾費(fèi)用。(2)店內(nèi)裝修費(fèi)用。包括天花板、油漆、裝飾費(fèi)用，木工、等費(fèi)用。(3)其他裝修材料的費(fèi)用。玻璃、地板、燈具、人工費(fèi)用也應(yīng)計算在內(nèi)。整體預(yù)算按標(biāo)準(zhǔn)裝修費(fèi)用為360元/平米，裝修費(fèi)用共360*15=5400元。4、設(shè)備設(shè)施購買費(fèi)用具體設(shè)備主要有以下種類。(1)沙發(fā)、桌、椅、貨架。共計2250元(2)音響系統(tǒng)。共計450(3)吧臺所用的烹飪設(shè)備、儲存設(shè)備、洗滌設(shè)備、加工保溫設(shè)備。共計600(4)產(chǎn)品制造使用所需的吧臺、咖啡杯、沖茶器、各種小碟等。共計300凈水機(jī)，采用美的品牌，這種凈水器每一天能生產(chǎn)12l純凈水，每一天銷售