電子設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、經(jīng)典文檔下載后可編輯復(fù)制電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目名稱：數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與制作姓名：王稹班級(jí)：機(jī)械131學(xué)號(hào)：201333315133日期：2016年3月6日嘉興學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)題目：數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與制作指標(biāo)要求：1 .能測(cè)量TTL輸入脈沖的頻率，顯示4位有效數(shù);2 .頻率測(cè)量范圍：109999Hz;3 .頻率測(cè)量誤差小于：1%;4 .可按個(gè)人創(chuàng)意增加數(shù)字頻率計(jì)的其它實(shí)用功能。三.設(shè)計(jì)計(jì)算：1 .總體方案設(shè)計(jì)：如圖所示此頻率計(jì)的主體電路由時(shí)基電路、 整形電路、鎖存器電路和計(jì)數(shù)顯示電路組成。它的工作過(guò)程是由時(shí)基電路產(chǎn)生一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)控制閥門，調(diào)節(jié)時(shí)基電路中的電阻可產(chǎn) 生需要的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。

2、信號(hào)輸入整形電路中，經(jīng)過(guò)整形，輸出一方波，通過(guò)閥門后，計(jì)時(shí) 器對(duì)其計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)完畢，時(shí)基電路輸出一個(gè)上升沿，使鎖存器打開，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)果輸入 譯碼器，從而讓顯示器顯示。2 .單元電路設(shè)計(jì)：(1)整形電路整形電路是將待測(cè)信號(hào)整形變成計(jì)數(shù)器所要求的脈沖信號(hào)。電路形式采用由555所構(gòu)成的施密特觸發(fā)器。當(dāng)輸入被測(cè)波形后，經(jīng)過(guò)整形電路后，輸出可以被計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的矩形波。從而達(dá)到整形目的，如圖yGND(2)時(shí)基電路和閘門電路如圖所示，閘門電路是控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，決定了被測(cè)信號(hào)的脈沖通過(guò)閘門進(jìn)入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)，其精度很大程度上決定了頻率計(jì)的頻率測(cè)測(cè)量精度。當(dāng)要求頻率測(cè)量精度高時(shí)，應(yīng)使用晶

3、體振蕩器通過(guò)分頻獲得。在此簡(jiǎn)單數(shù)字頻率計(jì)的中，時(shí)基 信號(hào)采用由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)(1s高電平)來(lái)到時(shí)，閘門 開通，被測(cè)信號(hào)的脈沖通過(guò)閘門進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖結(jié)束時(shí)(為低電平)，閘門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器無(wú)時(shí)鐘脈沖輸入。例如，時(shí)基信號(hào)的作用時(shí)間為1s,閘門電路將打開1s,若在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)閘門電路的脈沖數(shù)目為 1000個(gè)，則被測(cè)信號(hào)的頻率就是1000Hz設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基為1s的脈沖是由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路產(chǎn)生的，由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩 氣的周期計(jì)算公式為：周期計(jì)算公式：t=t1+t2=0.693 (R1+2R2 C; 占空比為： D二 t2/ (t1+t2

4、 ) = R2/ ( R1+2R2) <50% t1為正方波的寬度，t2為負(fù)方波的寬度。R6107kD：C1(3)計(jì)時(shí)電路計(jì)數(shù)器用4個(gè)74LS190同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器構(gòu)成。作用是對(duì)放大整形電路輸出的頻率信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將輸出的數(shù)值輸入到鎖存器。如圖所示。(4)鎖存電路、譯碼電路和顯示電路鎖存器可選用2個(gè)8D鎖存器74LS273構(gòu)成。鎖存器的作用是將計(jì)數(shù)器在1s結(jié)束時(shí)所計(jì) 得的數(shù)進(jìn)行鎖存，使顯示器上能穩(wěn)定地顯示此時(shí)計(jì)數(shù)器的值。因?yàn)橛?jì)數(shù)器在一秒內(nèi)要計(jì)算成 千個(gè)輸入脈沖，若不加鎖存器，顯示器上的數(shù)字將隨機(jī)數(shù)器的輸出變化而變化，不便于讀數(shù)。當(dāng)時(shí)鐘脈沖CP的上升沿到來(lái)時(shí)，鎖存器的輸出等于輸入，即

5、 Q=D從而將4個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器即個(gè)位、十位、百位、千位的輸出值送到鎖存器的輸出端。正脈沖結(jié)束后，無(wú)論輸入端何值，輸出端Q的狀態(tài)仍然保持原來(lái)的狀態(tài)。譯碼器采用4個(gè)74LS48共陰極顯示譯碼器構(gòu) 成。譯碼/驅(qū)動(dòng)器74LS48的作用是將輸入的高低電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)碼管需要的高低電平信號(hào), 并控制數(shù)碼燈的亮滅。具體連接方式見下圖。經(jīng)典文檔下載后可編輯第制GWWE-ifv«LM741 3;牯U4C*IPfF知U忤 7*1iiris3 .總體電路：元件名稱數(shù)量LM555CN274LS904經(jīng)典文檔下載后可編輯復(fù)制74LS273274LS482顯示器45V電源1電阻200 歐*28、10 千歐 *2

6、、107 千歐*1、36千歐*1電容0.01 仙 F*2、10仙 F*1、1 p F*1導(dǎo)線什U16A7404N1四.安裝調(diào)試5 .總結(jié)：這次課程設(shè)計(jì)，是一次理論與實(shí)踐的結(jié)合， 也可以說(shuō)讓我們平時(shí)的積累得到一次施展, 加深了對(duì)電子技術(shù)的理解，明白了所學(xué)知識(shí)的重要性和自己理論知識(shí)的欠缺，增加了自己 對(duì)所學(xué)課程的興趣。因?yàn)橐郧皼](méi)有做過(guò)類似的設(shè)計(jì)，在最初拿到題目的時(shí)候感到有些無(wú)所適從，但經(jīng)過(guò)查 閱過(guò)一些資料和看一些相關(guān)的例子，思路才逐漸清晰，能夠在同學(xué)的幫助下按照自己的思 路設(shè)計(jì)出自己的電路圖，并用 altium designer畫出圖形，這讓我感到平時(shí)知識(shí)積累的重要 性。在拿到題目后，有些平時(shí)不努力的同學(xué)盡管很用心的去做，但也很難設(shè)計(jì)出自己的電 路。但那些基礎(chǔ)好的同學(xué)卻能較容易的做出來(lái)，所以說(shuō)今后我要把平時(shí)的學(xué)習(xí)做得更好， 知識(shí)的獲得不是一朝