數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)摘要頻率計(jì)在電子技術(shù)中應(yīng)用是很廣泛的，它可以用來測(cè)量正弦波信號(hào)、方波信號(hào)等各種信號(hào)的頻率，所以頻率計(jì)的關(guān)鍵是單位時(shí)間內(nèi)測(cè)量出輸入脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)。如果用一個(gè)固定的時(shí)間t控制閘門電路，在t時(shí)間被閘門打開，被測(cè)信號(hào)通過進(jìn)入計(jì)數(shù)譯碼顯示，即可得到并顯示出被測(cè)信號(hào)的頻率fx，那么fx=n/t，式中t是閘門開門的時(shí)間（s），n是所計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，fx是頻率（hz）。當(dāng)開門時(shí)間t=1s，fx=n，即計(jì)數(shù)器所計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)就是輸入信號(hào)的頻率。本設(shè)計(jì)原理主要是采用施密特觸發(fā)器與電阻電容組成的多諧振蕩器，其振蕩頻率為100hz。由兩級(jí)bcd

2、同步計(jì)數(shù)器分頻后，得到秒脈沖信號(hào)，再經(jīng)穩(wěn)態(tài)、取樣、封鎖、計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)把被測(cè)信號(hào)頻率變成十進(jìn)制數(shù)字顯示出來。實(shí)現(xiàn)了頻率的測(cè)試。關(guān)鍵詞： 數(shù)字頻率計(jì) 脈沖信號(hào) 施密特觸發(fā)器 同步計(jì)數(shù)器abstractthe digital frequency meter can be widely used in the test of frequency of sine wave、triangular wave and square wave signal. the key is the number of pulse signal in unit time obtained, if set up t

3、he control time t of the pulse signal, the gate is opened within t. then the display pulse signal of the counter are the frequency of the signal which measured. so the frequency is defined as f=n/t, where t is the control time of gate, n is the number of signal pulse passed gate within t, f is the f

4、requency. if t=1s, then f=n. so the pulse number that counter counts is the frequency of the input signal.the system is multivibrator consist of rc and schmitt trigger, the oscillator frequency is 100hz, after divided frequency by two serial synchronous counter, the second pulse is obtained , finall

5、y by way of exampling、samping、counting、deciphering、driving, the test frequency is realized.key words: digital frequency meter pulse signal schmitt trigger synchronous counter目錄摘要iabstractii前言11設(shè)計(jì)原理52 單元電路設(shè)計(jì)62.1 秒脈沖信號(hào)發(fā)生器電路的設(shè)計(jì)62.1.1 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器再經(jīng)分頻秒脈沖電路的設(shè)計(jì)6（1） 用門電路組成的施密特觸發(fā)器7（2） 集成施密特觸發(fā)器92.1.2 分頻器電

6、路的設(shè)計(jì)122.1.3 用ne555時(shí)基電路組成秒脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)142.2 測(cè)量控制門電路的設(shè)計(jì)192.3 輸出電路的設(shè)計(jì)213 電路原理總圖27結(jié)論29致謝30參考文獻(xiàn)31ii前言頻率計(jì)不光在電子技術(shù)中應(yīng)用廣泛，并且在物理和實(shí)際生產(chǎn)中也得到了廣泛的應(yīng)用，如可以用來測(cè)量機(jī)械振蕩中的頻率、聲音的頻率、動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)的速度等等。又如單位時(shí)間里的流量、位移量、產(chǎn)品數(shù)量等非電物理量都可以先轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再用頻率計(jì)來測(cè)量。隨著頻率計(jì)運(yùn)用的不斷發(fā)展，已普及到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，這是論文選題的主要目的。本論文所關(guān)心的是數(shù)字型頻率計(jì)，所謂數(shù)字頻率計(jì)就是指被測(cè)的頻率信號(hào)在終端是用十進(jìn)制的數(shù)字顯示出來的。此次畢業(yè)論文

7、的設(shè)計(jì)第一階段主要工作是，學(xué)習(xí)有關(guān)數(shù)字頻率計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解相關(guān)頻率計(jì)的技術(shù)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上再研究課題的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容。第二階段是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，對(duì)小型數(shù)字頻率計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的分析和研究，并對(duì)各個(gè)功能進(jìn)行劃分，最后完成對(duì)整個(gè)電路的設(shè)計(jì)并細(xì)分到各單元電路。通過教師的悉心指導(dǎo)和自己的不斷努力，最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)，成功設(shè)計(jì)一小型數(shù)字頻率計(jì)，基本完成其各項(xiàng)功能。論文的正文部分主要包括3個(gè)要點(diǎn)，如下: 簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)框圖和設(shè)計(jì)要求； 闡述各單元電路的設(shè)計(jì)原理及其功能； 概述整個(gè)電路的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)總圖；最后再由結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)和附件構(gòu)成該論文。由于我對(duì)數(shù)字頻率計(jì)的認(rèn)識(shí)水平有限，雖然已根據(jù)學(xué)

8、院老師和同學(xué)多方面的意見進(jìn)行了有針對(duì)性的修改，但本論文必然還存在不少的錯(cuò)誤和不足之處，殷切期望各方面的讀者在閱讀的同時(shí)能給予我一定的批評(píng)和指正。1設(shè)計(jì)原理本電路設(shè)計(jì)原理主要是采用施密特觸發(fā)器與電阻r和電容c組成的多諧振蕩器，其振蕩頻率為100hz，再經(jīng)兩級(jí)bcd同步計(jì)數(shù)四分頻后，得到秒脈沖信號(hào)。然后經(jīng)測(cè)量控制門、控制閘門將倍的信號(hào)送到cd40110十進(jìn)制加減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)，由數(shù)碼顯示管將被測(cè)信號(hào)顯示，即把被測(cè)信號(hào)在輸出端變成十進(jìn)制數(shù)字顯示出來。其設(shè)計(jì)原理框圖如圖1.1所示：被測(cè)信號(hào)測(cè)量閘門led計(jì)數(shù)顯示測(cè)量控制門分頻器振蕩器計(jì)數(shù)、譯碼鎖存、驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)、譯碼鎖存、驅(qū)動(dòng)顯 示顯 示

9、圖1.1 數(shù)字式頻率計(jì)的工作原理框2 單元電路設(shè)計(jì)2.1 秒脈沖信號(hào)發(fā)生器電路的設(shè)計(jì) 由于頻率計(jì)是測(cè)量在單位時(shí)間內(nèi)輸入脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，如果在一固定的時(shí)間t內(nèi)被測(cè)信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)為n，那么被測(cè)頻率：式中：為被測(cè)頻率；n為被測(cè)脈沖的個(gè)數(shù)；t為時(shí)間。若使t=1s，此時(shí) 。由上述可知，要使測(cè)量數(shù)值顯示準(zhǔn)確，就必須使單位時(shí)間準(zhǔn)確，即秒脈沖準(zhǔn)確。能夠?qū)崿F(xiàn)秒脈沖的電路很多，可以用施密特觸發(fā)器和電阻電容組成振蕩電路再經(jīng)分頻得到，也可以由ne555構(gòu)成多諧振蕩器輸出脈沖，又可以用晶振經(jīng)分頻得到。2.1.1 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器再經(jīng)分頻秒脈沖電路的設(shè)計(jì) 施密特觸發(fā)器是脈沖變換中經(jīng)常使用的一種電路，它在性能

10、上有兩個(gè)重要的特點(diǎn)： 第一、輸入信號(hào)從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平與輸入信號(hào)從高電平下降過程中對(duì)應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同。第二、在電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形邊沿變化很快。 利用這兩個(gè)特點(diǎn)，不僅能將邊沿電話緩慢的信號(hào)整形為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形脈沖高低電平上的噪音有效清除。（1） 用門電路組成的施密特觸發(fā)器 將兩級(jí)反相器串聯(lián)起來，同時(shí)通過分壓電阻把輸出端的電壓反饋到輸入端就構(gòu)成了圖2.1所示的施密特觸發(fā)器。 假定反相器和是cmos電路，它們的閾值電壓為,且，當(dāng)時(shí)，因和接成了正反饋電路，所以，這的輸入電壓。當(dāng)從0逐漸升高并達(dá)到時(shí)，由于進(jìn)入

11、了電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)（放大區(qū)），所以的增加將引起如下的正反饋過程： 于是電路的狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)換為。由此便可以求出上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平，因?yàn)檫@時(shí)有： 所以 式中 稱為正向閾值電壓。 當(dāng)從高電平逐漸下降并達(dá)到時(shí)，的下降會(huì)引發(fā)又一個(gè)正反饋過程： 使電路的狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)換為 ，由此又可以求出下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)一樣的輸入電平，由于這時(shí) 有： 所以 將代入上式后得到 稱為負(fù)向閾值電壓。 我們將與之間之差定義為回差電壓，即 圖2.2為施密特電壓傳輸特性圖。圖2.1 用cmos反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器圖2.2 施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性圖（2） 集成施密特觸發(fā)器由于施密特觸發(fā)器應(yīng)用非

12、常廣泛，所以無論是在ttl電路還是在cmos電路中，都有單片集成施密特觸發(fā)產(chǎn)品。用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器再經(jīng)分頻買脈沖發(fā)生器電路工作原理圖如圖2.3所示：圖2.3 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器再經(jīng)分頻秒脈沖發(fā)生器工作原理 由圖2.3可知，由施密特觸發(fā)器和電阻電容構(gòu)成的多諧振蕩器的工作原理是：當(dāng)接通電源以后，因?yàn)殡娙萆系某跏茧妷旱扔?，所以施密特觸發(fā)器輸出高電平，并開始經(jīng)電阻相電容充電，電容上的電壓逐漸上升，當(dāng)上升到輸入電壓時(shí)，輸出跳變?yōu)榈碗娖剑娙萦纸?jīng)電阻開始放電，電容的電壓逐漸下降，當(dāng)下降到時(shí)，輸出電平又跳變?yōu)楦唠娖?，電容又重新開始充電。如此周而復(fù)始，電路不停的振蕩，就構(gòu)成了多諧振蕩器。

13、 其充電時(shí)間 其放電時(shí)間 故輸出的振蕩周期： 本設(shè)計(jì)電路中使用的是cmos施密特觸發(fā)器，而且,得到振蕩周期公式： 通過調(diào)節(jié)電阻和電容的大小，即可改變振蕩周期。當(dāng)選定了施密特觸發(fā)器振蕩周期就完全取決于電阻和電容的取值，即是說輸出的頻率可以人為的控制，其電路圖如圖2.4所示，波形圖如圖2.5所示。圖2.5 施密特觸發(fā)器與電阻電容組成多諧振蕩器的工作原理圖圖2.5 施密特觸發(fā)器與電阻電容組成多諧振蕩器的波形圖 圖2.5所示施密特觸發(fā)器采用一塊cmos六施密特觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)的，型號(hào)為cd40106，其內(nèi)部和引腳如圖2.6所示。圖2.6 cd40106的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和2.1.2 分頻器電路的設(shè)計(jì) 分頻器就是將

14、較高的頻率信號(hào)降低為比較合適的頻率信號(hào)，是信號(hào)頻率應(yīng)用較多的一種電路，實(shí)現(xiàn)分頻的電路很多，如用n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行分頻，就可得到頻率的信號(hào)。分頻器有同步的，也有異步的，這里我們采用cmos“bcd同步加法計(jì)數(shù)器”c150來實(shí)現(xiàn)分頻的功能。 同步計(jì)數(shù)器既可用t觸發(fā)器構(gòu)成，也可用觸發(fā)器構(gòu)。如果用t觸發(fā)器構(gòu)成，則每次cp信號(hào)（也就是計(jì)數(shù)脈沖）到達(dá)時(shí)應(yīng)使該反轉(zhuǎn)的那些觸發(fā)器輸入控制端，不該反轉(zhuǎn)的。如果用觸發(fā)器構(gòu)，則每次計(jì)數(shù)脈沖達(dá)到時(shí)只能加到該反轉(zhuǎn)的那些觸發(fā)器的cp輸入端上，而不能加給那些不該反轉(zhuǎn)的觸發(fā)器。 由此可見，當(dāng)計(jì)數(shù)器用t觸發(fā)器構(gòu)成時(shí)，第i位觸發(fā)器輸入端的邏輯式應(yīng)為（i=1，2，n-1），按式接成

15、4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。各個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為,將上式代入t觸發(fā)器的特性方程得到電路的狀態(tài)方程，電路的輸出方程為。 我們可以將施密特振蕩器的輸出頻率控制在10的數(shù)倍上，根據(jù)倍數(shù)決定選用幾塊c150，經(jīng)過分頻后，即可得到輸出為秒脈沖的信號(hào)。 表2.1是c150管腳的功能。被測(cè)信號(hào)從時(shí)鐘端cl輸入時(shí)，允許端en必須接邏輯“1”電平，用輸入信號(hào)的上升沿使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，如信號(hào)從en端輸入，則cl端必須接邏輯“0”電平，用下降沿計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。表2.1 c150管腳功能clenr功能上升沿10加法計(jì)數(shù)0下降沿0加法計(jì)數(shù)上升沿 00不變1下降沿0不變下降沿任意0不變?nèi)我馍仙?不變?nèi)我馊我?復(fù)位如圖2.7所示

16、的c150引腳中，q5（腳15）為同步bcd的最高輸出端，故在c150作十分頻計(jì)數(shù)器時(shí)，須將前級(jí)的q5端作為后級(jí)的信號(hào)輸入端，線路接法與波形輸出見圖2.8(a)(b)所示?？梢娫诮?jīng)兩級(jí)c150集成電路分頻后，頻率由100hz降為1hz輸出圖2.7 c150引腳圖(a)(b)圖2.8 線路接法與波形輸出2.1.3 用ne555時(shí)基電路組成秒脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì) 在秒脈沖準(zhǔn)確度要求不太嚴(yán)格的情況下，可以用ne555時(shí)基電路組成的多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖，可以用于教學(xué)演示等，線路的工作原理如圖2.9所示：圖2.9 用ne555組成的秒脈沖發(fā)生器工作原理圖 圖2.9的工作原理如下：剛通電時(shí)，由于電容已同時(shí)突變

17、，所以ne555的腳輸入低電平，此時(shí)腳輸出高電平，隨著時(shí)間的推移，電容上的電壓逐漸升高，在時(shí)，不變。當(dāng)上升到時(shí)，電路工作狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從高電平1變?yōu)榈碗娖?，同時(shí)內(nèi)部放電使tn導(dǎo)通放電，下降，在下降到范圍內(nèi)，保持0電平不變，下降到略小于 時(shí)，又從0變?yōu)?，電容再次充電，如此不斷反復(fù)形成矩形波輸出，電路的波形圖如圖2.10所示，ne555的引腳圖如圖2.11所示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.12所示。 圖2.9中，電容上的電壓將在與之間往復(fù)振蕩， 的充電時(shí)間 放電時(shí)間 故電路的振蕩周期為：振蕩頻率為 通過改變電阻和電容的參數(shù)即可以改變振蕩頻率，用ne555組成多諧振蕩器最高頻率可達(dá)到300khz。如圖2.

18、9中，電路輸出脈沖的占空比始終大于50%，為了得到小于或等于50%的占空比，可以采用圖2.13所示的改進(jìn)電路，由于接入了二極管和，電容的充電電流和放電電流流經(jīng)不同的路徑，充電電流流經(jīng)，放電電流流經(jīng)，因此電容的充電時(shí)間變?yōu)椋?而放電時(shí)間為：故得輸出脈沖的占空比：若取，則線路的振蕩周期也相應(yīng)的變成：圖2.10 多諧振蕩器的波形圖圖2.11 ne555時(shí)基電路的引腳圖圖2.12 ne555時(shí)基電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 除了上述兩種設(shè)計(jì)方法外，也可以用晶振和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器電路：電路的框圖如圖2.13所示，由晶振產(chǎn)生1mhz的振蕩脈沖信號(hào)，經(jīng)非門電路整形，而后經(jīng)過六級(jí)十分頻電路分頻，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖信

19、號(hào)，這種電路適于要求準(zhǔn)確度較高的儀器中使用。1hz六級(jí)十分頻器整形電路1mhz石英晶體振蕩器 圖2.13 晶體振蕩器與分頻器2.2 測(cè)量控制門電路的設(shè)計(jì) 測(cè)量控制門電路的作用是保證頻率計(jì)的工作狀態(tài)是計(jì)數(shù)1s，示2s，清零1s。線路由十進(jìn)制計(jì)數(shù)、分配器cd4017等組成。cd4017的引腳圖如圖2.14所示，線路工作原理圖如圖2.15所示。圖2.14 cd1017的引腳圖圖2.15中，在復(fù)位時(shí)，只有q0為高電平，其余輸出均為低電平，輸出端為q0q9，12腳為進(jìn)位輸出端，13腳為后沿計(jì)數(shù)脈沖輸入端，14腳為前沿計(jì)數(shù)脈沖輸入端，8腳接電源負(fù)極，16交接電源正極，15腳為清“0”端。圖2.15 測(cè)量控

20、制門電路工作原理圖 線路的工作原理：由cp端輸入的秒脈沖信號(hào)，當(dāng)輸入第1個(gè)秒脈沖時(shí)，cd4017的輸出端q1輸出高電平，其余輸出端均為低電平。這一高電平加到控制閘門f1(cd4081)的腳，將控制閘門打開，由控制閘門f1的腳輸入被測(cè)信號(hào)。當(dāng)?shù)?個(gè)秒脈沖輸入后，cd4017的輸出端q1變?yōu)榈碗娖?，q2變?yōu)楦唠娖?，q1的低電平通過f1的腳將控制閘門關(guān)閉，被測(cè)信號(hào)停在輸入。 在第1至第2個(gè)秒脈沖期間，輸入到計(jì)數(shù)器的被測(cè)脈沖數(shù)，就是被測(cè)信號(hào)的頻率。 在第3個(gè)秒脈沖輸入前q2保持高電平的1秒鐘，為數(shù)值顯示保持時(shí)間。 在第3個(gè)秒脈沖輸入后，輸出端q3變?yōu)楦唠娖剑捎趒3（7腳）與復(fù)位端cr（15腳）相連，

21、使由cd4017組成的控制門復(fù)位為0，為下一次測(cè)量做準(zhǔn)備。 通過上述的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求，即計(jì)數(shù)1s，保持1s，清零1s。 如果要使保持顯示時(shí)間為2s，即將q4(10腳)與cr端相連，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)1s，保持2s，清零1s。2.3 輸出電路的設(shè)計(jì) 輸出電路包括控制閘門、計(jì)數(shù)電路、譯碼電路、鎖存電路、驅(qū)動(dòng)電路及數(shù)字顯示電路。 輸出電路的主要作用是將記錄的頻率的大小顯示出來，本電路設(shè)計(jì)采用十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器和數(shù)碼顯示管的組合應(yīng)用。 十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器采用cd40110集成電路，它是及符合設(shè)計(jì)要求的計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)為一體的計(jì)數(shù)器，數(shù)碼顯示管采用uls5010sa型的，線路的工作原理如圖2.16所示，

22、cd40110集成電路的引腳圖如圖2.17所示，功能表如表2.2所示，數(shù)碼顯示管的引腳圖如圖2.18所示。圖2.16 輸出電路的工作原理圖 由圖2.16可知，被測(cè)信號(hào)在與門被打開后，進(jìn)入計(jì)數(shù)器，經(jīng)計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)。由于與門高電平持續(xù)1秒鐘，所以顯示出來的頻率就是被測(cè)的頻率。圖2.16是數(shù)字個(gè)位的顯示電路圖，當(dāng)個(gè)位顯示計(jì)數(shù)到10時(shí)，由cd40110的進(jìn)位端輸出，傳輸?shù)绞挥?jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入端再進(jìn)行計(jì)數(shù)，以后的百位、千位顯示的工作原理以此類推。圖2.18 cd40110集成塊的引腳圖 圖2.18中，1、2、3、12、13、14、15腳為字段的驅(qū)動(dòng)端4腳為除發(fā)端 5腳為復(fù)位端，高電平清07腳為減

23、法計(jì)數(shù)器輸入端 8腳為電壓負(fù)極9腳為加法計(jì)數(shù)器輸入端 10為進(jìn)位輸出端11腳為借位輸出端 16為電壓正極表2.1 cd40110真值表cpucpdle/ter計(jì)數(shù)顯示 # 0 0 0加1隨計(jì)數(shù)器 # 0 0 0 減1隨計(jì)數(shù)器 $ $ 0 不變 保持 1 復(fù)位隨計(jì)數(shù)器 1 0 禁止 不變 # 1 0 0 加1 不變 # 1 0 0 減1 不變圖2.19 數(shù)碼管uls5010as的引腳圖及字形結(jié)構(gòu) 圖2.19所示的是半導(dǎo)體數(shù)碼顯示管，它將十進(jìn)制數(shù)碼分成七個(gè)字段，沒段為一個(gè)發(fā)光二極管，其字形如圖2.19所示。選擇不同的字段發(fā)光，可顯示不同的字形。例如，當(dāng)a、b、c、d、e、f、g七個(gè)字段全亮?xí)r，顯示

24、出8；b、c段亮?xí)r，顯示出1。半導(dǎo)體數(shù)碼顯示管中七個(gè)發(fā)光二極管有共陰極和共陽(yáng)極兩種接法，如圖2.20(a)(b)所示：(a)中某一字段接高電平發(fā)光；(b)中某一字段接低電平發(fā)光。使用時(shí)，每個(gè)管腳都要串聯(lián)限流電阻。(a) 共陰極(b) 共陽(yáng)極圖2.20 半導(dǎo)體數(shù)碼顯示管的兩種接法線路中控制閘門采用cd4081集成電路（四二輸入與門），其引腳圖如圖2.21所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.22所示。圖2.21 cd4081的引腳圖圖2.22 cd4081的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖除了前面設(shè)計(jì)的輸出電路外，也可以采用幾塊cmos“計(jì)數(shù)、寄存、譯碼、顯示、驅(qū)動(dòng)”的四合一電路來實(shí)現(xiàn)，型號(hào)有c160、c161、c190。

25、由于前面我們所選的集成塊原電壓為812v，故這里選電壓范圍變化相同的c160或c161，如圖2.23.圖2.23 c160、c161管腳功能圖圖中c160與c161的管腳功能相似。 cp、en與r三者的功能關(guān)系仍為表2.1所示。jw與是兩種形式的進(jìn)位脈沖，jw是同步進(jìn)位脈沖，與輸入計(jì)數(shù)脈沖等寬；是展寬進(jìn)位脈沖。對(duì)c160來說，引腳4上有小圓點(diǎn)，表示此電路用進(jìn)位；無小圓點(diǎn)的則是用jw進(jìn)位方式。c161展寬進(jìn)位脈沖c4是在10腳上。ag為七段譯碼輸出，是直接驅(qū)動(dòng)熒光數(shù)碼管。k為寄存命令端。k=“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器向譯碼器送數(shù)，顯示數(shù)字和計(jì)數(shù)器的狀態(tài)相同；k=“0”時(shí)，計(jì)數(shù)器被封鎖，數(shù)據(jù)存在寄存器中。p

26、0為液晶洗煤控制端。當(dāng)p0=“1”時(shí)，液晶熄滅；當(dāng)p0=“0”時(shí)，液晶正常顯示。bp為液晶激勵(lì)頻率輸入端。頻率可選幾十至幾百兆，但上下寬度應(yīng)相等。如果直接驅(qū)動(dòng)熒光數(shù)碼管時(shí)，bp=“0”，p0=“0”。l1和dp分別為小數(shù)點(diǎn)的輸入端和輸出端。當(dāng)l1=“1”時(shí)，小數(shù)點(diǎn)顯示；當(dāng)l1=“0”時(shí)，小數(shù)點(diǎn)不顯示。c161有代碼輸出端q4、q3、q2、q1，而c160沒有，前者可帶打印機(jī)。另外，c161和c160不同的還有c161有三態(tài)控制端st，當(dāng)st=“0”時(shí)為正常顯示狀態(tài)；st=“1”時(shí)，譯碼器的輸出端ag到dp均呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。輸出電路最終目的是要將被測(cè)頻率用數(shù)字形式顯示出來，因此還必須設(shè)置顯示電路。

27、由于液晶顯示功耗小而且經(jīng)濟(jì)，因此大多采用液晶顯示屏。液晶顯示屏的背電極d50接c160的bp端。液晶顯示屏要求輸入的液晶頻率有嚴(yán)格的空度比。，其中t為頻率周期，ta為脈沖持續(xù)時(shí)間，一般要求q=2（或50%），這與bp的輸入脈沖上下寬度相等是一致的。而這一頻率來自振蕩器，有前置振蕩器輸出周期t=t1+t2，t1為脈沖上寬度，t2為下寬度。如果作為bp的信號(hào)，則必須有t1=t2，即：由此式得出只要,即可滿足要求。只有施密特電路電源設(shè)置，并不難滿足要求。3 電路原理總圖圖3.1 電路原理總圖3.2 總圖中各點(diǎn)的波形圖結(jié)論論文首先簡(jiǎn)述了數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)原理，分析了實(shí)現(xiàn)該頻率計(jì)的技術(shù)指標(biāo)，包括設(shè)計(jì)任務(wù)和要求、單元電路的設(shè)計(jì)等。然后論文詳細(xì)的討論了頻率計(jì)電路的構(gòu)成單元，這里注意介紹了取樣電路的設(shè)計(jì)、控制電路的設(shè)計(jì)、輸出電路的設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)。這幾個(gè)大塊的各個(gè)小康組成了該電路的電路總圖。針對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能要求，主要選用了cmos集成塊門電路和施密特觸發(fā)器，并使用了液晶顯示屏對(duì)被測(cè)輸入信號(hào)的頻率進(jìn)行顯示?？偟膩碚f，此次畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)論文