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(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)摘 要在進(jìn)行模擬、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)常要用到數(shù)字頻率計(jì)。數(shù)字頻率計(jì)是用于測(cè)量信號(hào)頻率的電路，它實(shí)際上就是一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器，即在單位時(shí)間里統(tǒng)計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)。頻率計(jì)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(kāi)關(guān)、控制電路、計(jì)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(mén)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(jì)是用于測(cè)量信號(hào)（方波、正弦波或其他脈沖信號(hào)）的頻率，并用十進(jìn)制數(shù)

2、字顯示，它具有精度高，測(cè)量迅速，讀書(shū)方便等優(yōu)點(diǎn)。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 （1）頻率測(cè)量范圍：109999Hz； （2）輸入電壓幅度300mV； （3）輸入信號(hào)波形：任意周期信號(hào)； （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(jì)電路框圖如圖1所示。圖1 頻率計(jì)電路框圖 由于計(jì)數(shù)信號(hào)須為方波信號(hào)，所以要對(duì)輸入待測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大整形變成陡峭的舉行脈沖，可用施密特觸發(fā)器進(jìn)行整形，再送至主控門(mén)。晶振產(chǎn)生較高的標(biāo)準(zhǔn)頻率，經(jīng)分頻器后變成各種時(shí)基脈沖（10us,0.1ms,1ms,10ms,0.1s,1s），時(shí)基脈沖的選擇由開(kāi)關(guān)S選擇。時(shí)基信號(hào)經(jīng)控制電路產(chǎn)生

3、閘門(mén)信號(hào)T（時(shí)基信號(hào)的一個(gè)周期）至主控門(mén)，被測(cè)信號(hào)經(jīng)放大整形后變成脈沖信號(hào)在閘門(mén)時(shí)間T內(nèi)通過(guò)主控門(mén)進(jìn)行計(jì)數(shù)。若時(shí)基信號(hào)的周期為T(mén)，進(jìn)入計(jì)數(shù)器的輸入脈沖數(shù)為N，則被測(cè)信號(hào)的頻率為f=N/T。2 相關(guān)單元電路設(shè)計(jì)2.1 晶振及分頻電路的設(shè)計(jì) 晶振及分頻電路設(shè)計(jì)如圖2所示。 晶振產(chǎn)生較高的標(biāo)準(zhǔn)頻率，經(jīng)過(guò)分頻器之后變成各種時(shí)基脈沖。 一個(gè)頻率范圍為1Hz9999Hz的數(shù)字頻率計(jì)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(shí)基信號(hào)（10us、0.1ms、1ms、10ms、0.1s、1s）。

4、然后將輸出的時(shí)基脈沖送入下一級(jí)進(jìn)行選擇。圖2 晶振及分頻電路2.2 時(shí)基信號(hào)選擇電路的設(shè)計(jì) 時(shí)基信號(hào)選擇電路如圖3所示。 時(shí)基信號(hào)選擇電路是由八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)選擇。當(dāng)S2S1S0=000時(shí)，選擇1s；S2S1S0=001時(shí)，選擇0.1s，S2S1S0=010時(shí)，選擇10ms；.；S2S1S0=101時(shí)，選擇10us。圖3 時(shí)基信號(hào)選擇電路2.3 整形及控制電路的設(shè)計(jì)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(cè)信號(hào)進(jìn)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(mén)74LS08（D1

5、7：A、D17：B）組成。選擇的時(shí)基信號(hào)經(jīng)D觸發(fā)器產(chǎn)生閘門(mén)信號(hào)T。若通過(guò)開(kāi)關(guān)S2S1S0選擇一個(gè)時(shí)基信號(hào)，當(dāng)給與門(mén)輸入一個(gè)時(shí)基信號(hào)的上升沿時(shí)，則74LS74的Q端由低電平變成高電平，將主控門(mén)打開(kāi)，允許被測(cè)信號(hào)通過(guò)主控門(mén)并進(jìn)入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。相隔一個(gè)時(shí)基周期后，又給74LS74一個(gè)上升沿，其Q端由高電平變成低電平（同時(shí)=1=D），將主控門(mén)關(guān)閉，同時(shí)與門(mén)D17：B的輸入端變成高電平，使計(jì)數(shù)器的清零端有效，計(jì)數(shù)器停止工作。當(dāng)再相隔一個(gè)時(shí)基周期后，又將重復(fù)上述過(guò)程。2.4 計(jì)數(shù)及鎖存電路的設(shè)計(jì) 計(jì)數(shù)及鎖存電路如圖5所示 計(jì)數(shù)器選用4片二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290（D7D10）構(gòu)成10000進(jìn)制計(jì)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(dòng)器CD4511完成數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)和共陰數(shù)碼管顯示。圖5 計(jì)數(shù)及鎖存電路2.5 譯碼及顯示電路的設(shè)計(jì)譯碼及顯示電路設(shè)計(jì)如圖6所示。譯碼電路由4片CD4511進(jìn)行數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)。顯示電路由4個(gè)共陰數(shù)碼管進(jìn)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(jì)元件清單如表1所示。表 SEQ 表格 * ARABIC 1 元件清單名稱(chēng)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(jì) 整體電路設(shè)計(jì)如圖7所示。 被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)整形，與晶振分頻得到的時(shí)基選擇電路共同控制計(jì)數(shù)器，作為計(jì)數(shù)器的輸入脈沖，然后經(jīng)過(guò)74LS374的鎖存，最后送入顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器完成數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)和共陰數(shù)碼管顯示。顯示的數(shù)據(jù)到下一次計(jì)數(shù)完成后刷新。晶振采用1MHz的晶振，便于作為時(shí)基信號(hào)時(shí)的計(jì)算。顯示器件由四個(gè)共陰數(shù)碼管構(gòu)成。圖7 整體電路設(shè)計(jì)總 結(jié)經(jīng)過(guò)近兩周的奮戰(zhàn)，我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前，覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)數(shù)電模電這兩門(mén)課所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)。但

8、是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己的能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。以前覺(jué)得很簡(jiǎn)單的東西，自己覺(jué)得都會(huì)都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的生活工作中，都應(yīng)不斷的學(xué)習(xí)，不斷的動(dòng)手做，不只是單純的看懂學(xué)會(huì)。參考文獻(xiàn)1 樂(lè)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(shí)驗(yàn)M.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2009. 3 李國(guó)麗，朱維勇.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)M.合肥：中國(guó)科技大學(xué)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(guó)雄.測(cè)控電路(第4版).