文件三-低頻數(shù)字電子線路課程設(shè)計正文

1、低頻數(shù)字電子線路課程設(shè)計報告一、任務(wù)技術(shù)指標設(shè)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(shè)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(nèi)周期信號的變化次數(shù)。若在一定時間間隔T內(nèi)測得周期信號重復(fù)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(nèi)對被測信號計數(shù)，直到一周期閥門信號結(jié)束時，停止計數(shù)，同時產(chǎn)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(dāng)延時結(jié)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(nèi)對信號波形計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)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(nèi)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(shè)計1.總體設(shè)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(chǎn)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(dāng)門控信號結(jié)束，閘門關(guān)閉，計數(shù)器停止工作。同時,鎖存器產(chǎn)生一個鎖存信號輸送到鎖存器的使能端將結(jié)果鎖存,并把鎖存結(jié)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(shè)計電路2.模塊設(shè)計（1）時基電路設(shè)計555定時器組成的振蕩器要求其產(chǎn)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(jié)束時產(chǎn)生的負跳變用來產(chǎn)生鎖存信

4、號，鎖存信號的負跳變又用來產(chǎn)生清零信號，當(dāng)手動開關(guān)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(zhuǎn)換成能驅(qū)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(jié)果分析（1）振蕩電路555定時器組成的振蕩器(即脈沖產(chǎn)生電路),要求其產(chǎn)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(jié)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(jié)果（3） 計數(shù)、譯碼、顯示電路圖11 計數(shù)、譯碼、顯示電路四、結(jié)論本次設(shè)計主要是對模擬電路和數(shù)字電路所學(xué)到的知識的應(yīng)用，進行數(shù)字頻率計的設(shè)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(gòu)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(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)M.北京：高等教育出版社，1997.3 孫梅生.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計M.北京：高等教育出版