電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)論文計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（論文） 題目：計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)院（系）：電子與信息工程學(xué)院專業(yè)班級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 起止時(shí)間： 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語院（系）：電子與信息工程學(xué)與 教研室：電子信息工程學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)班級課程設(shè)計(jì)（論文）題目計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)設(shè)計(jì)參數(shù)：·設(shè)計(jì)可控的計(jì)數(shù)器、譯碼及顯示驅(qū)動電路。·設(shè)計(jì)系統(tǒng)頂層電路。·進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真。·對仿真結(jié)果進(jìn)行分析，確認(rèn)每個(gè)模塊以及頂層模塊的仿真結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)要求：1 .分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等

2、，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2 .確定合理的總體方案。對各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。3 .設(shè)計(jì)各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。指導(dǎo)教師評語及成績成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日目 錄第1章 計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)方案論證11.1 計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)的應(yīng)用意義11.2 計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)11.3 設(shè)計(jì)方案論證11.4 總體設(shè)計(jì)方案框圖

3、及分析1第2章 計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)各單元電路設(shè)計(jì)22.1 振蕩電路電路電路設(shè)計(jì)22.2 啟動和停止電路設(shè)計(jì)22.3 整形電路電路設(shè)計(jì)32.4 計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)32.5 譯碼及顯示電路設(shè)計(jì)4第3章 計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)整體電路設(shè)計(jì)53.1 整體電路圖及工作原理53.2 電路參數(shù)計(jì)算53.3 整機(jī)電路性能分析5第4章 設(shè)計(jì)總結(jié)6參考文獻(xiàn)7附錄：器件清單7第一章 技術(shù)式數(shù)字頻率進(jìn)設(shè)計(jì)方案論證1.1計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)的應(yīng)用意義數(shù)字式頻率計(jì)是一種數(shù)字顯示的測量頻率的儀器。他不僅可以測試數(shù)字電路中的方波信號，還可以測量正弦信號和多種物理量的變化頻率，諸如電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)光體的閃光次數(shù)、機(jī)械振動次數(shù)等，這些物理量需經(jīng)光電

4、耦合傳感器件或經(jīng)相關(guān)的傳感器先轉(zhuǎn)變成周期變化的信號，然后用頻率計(jì)測量單位時(shí)間內(nèi)信號的變化次數(shù)，再用數(shù)碼顯示出來。因此，他是一種測量范圍較廣的通用型數(shù)字儀器。1.2計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)(1) 設(shè)計(jì)可控的計(jì)數(shù)器、寄存器、譯碼及顯示驅(qū)動電路；(2) 用555產(chǎn)生待測頻率信號和定時(shí)時(shí)機(jī)信號；(5) 計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)對數(shù)碼管清零。1.3設(shè)計(jì)方案論證用555產(chǎn)生待測頻率信號和定時(shí)時(shí)機(jī)信號，555的輸出脈沖接在一個(gè)與非門上，該與非門的輸出接到74160或74161的cp引腳。最后通過 7447 譯碼在數(shù)碼管上顯示輸出。由啟動和停止電路控制啟動和停止計(jì)數(shù)器。1.4總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析譯碼驅(qū)動及顯示脈沖

5、源位計(jì)數(shù)器整形電路啟動電路555的輸出與要測量的脈沖接在一個(gè)與非門上，該與非門的輸出接到74160的cp上，然后連接led顯示器。由啟動和停止電路控制啟動和停止計(jì)數(shù)器。第二章 計(jì)數(shù)式數(shù)字頻率計(jì)各單元電路設(shè)計(jì)2.1振蕩電路設(shè)計(jì)采用555定時(shí)器組成的振蕩器且脈沖信號的頻率可調(diào)，所以采用555定時(shí)器組成的振蕩器，其輸出的脈沖作為下一級的時(shí)鐘信號。t1=ln2=0.72.2啟動和停止電路設(shè)計(jì)用集成與非門構(gòu)成的基本 rs 觸發(fā)器作為啟動和停止秒表工作的電路觸發(fā)器電路圖如下： （q端與555的3腳一起連與非門，再接計(jì)數(shù)器的cp上；q非端接整形電路）2.3整形電路設(shè)計(jì)啟動和停止電路輸出的不規(guī)則脈沖整形為具有

6、一定幅度和一定寬度的脈沖，為計(jì)數(shù)器提供清零信號。 啟動和停止電路單元的按鈕按下, 則此電路輸出一個(gè)持續(xù)時(shí)間一定的有效信號( 負(fù)脈沖 )。在此期間, 即使按鈕有幾個(gè)連續(xù)的負(fù)脈沖 , 但電路輸出仍保持低電平 , 從而將按鈕的抖動屏蔽掉。起輸出端與輸入段方向，恰好可以對74ls160直接進(jìn)行復(fù)位清零。本設(shè)計(jì)用微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。 電路圖和波形圖如下： (輸出端連接在所有的計(jì)數(shù)器端)2.4計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì) 此電路采用74ls160或74ls161。由于這次設(shè)計(jì)頻率測量范圍為00009999 hz，因此采用4片74ls160級連的方法較好。這樣整體計(jì)數(shù)值最大為10000，避免74ls161電路的誤動作

7、，提高可靠性。連接時(shí)將do、d1、d2、d3接地；ep、et接高電平；c、可懸空；cp接來自震蕩源提供的脈沖信號。（cp脈沖將由振蕩源來提供） 2.5譯碼及顯示電路設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對時(shí)間的累計(jì)以 8421bcd碼形式輸出，用顯示譯碼電路將計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流。這里采用共陰led顯示器的bcd-84217段譯碼器。第三章 可編程增益放大器整體電路設(shè)計(jì)3.1整體電路圖及工作原理其基本原理是，振蕩源產(chǎn)生信號成為計(jì)數(shù)器所要求的脈沖信號，啟動和停止電路產(chǎn)生的脈沖經(jīng)整形電路變成負(fù)脈沖。當(dāng)其高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零，準(zhǔn)備下一次計(jì)數(shù)。（注：由于電路圖

8、過大，沒有全部畫出來，74160的輸出接到譯碼器7447的輸入端，通過顯示管顯示）3.2電路參數(shù)計(jì)算由t1=ln2=0.7，取r1=1k，r2=1k，則可求c1=10f單穩(wěn)態(tài)整形電路，r1=1k，r2=1.5k，則c2=4nf.3.3整機(jī)電路性能分析頻率測量范圍為00009999 hz，啟動/停止電路具有雙重控制，兩個(gè)開關(guān)都有在計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)清零的作用。計(jì)數(shù)器電路才用的74ls160本身就是十進(jìn)制，提高這個(gè)環(huán)節(jié)的可靠性。第4章 設(shè)計(jì)總結(jié)本次設(shè)計(jì)經(jīng)過反復(fù)論證最終敲定這種方案。翻閱大量論文、書刊，在老師指導(dǎo)下，順利完成。所設(shè)計(jì)的電路簡單完整，器件參數(shù)給定，性能較好。但還缺少實(shí)際調(diào)試，具體應(yīng)用能力有待考

9、核。由于設(shè)計(jì)者能力有限，及時(shí)間倉促，出現(xiàn)的問題還是很多。以后的設(shè)計(jì)中會積極更正。大學(xué)的課程設(shè)計(jì)給了我們和實(shí)踐接觸的機(jī)會，并且可以把自己這一年所學(xué)的理論知識的到合理的運(yùn)用，因此在此過程中我非常的用心。在圖書館和網(wǎng)上找了不少的資料，也讓我學(xué)習(xí)到了不少書本上沒有學(xué)到的知識。通過課設(shè)，加強(qiáng)了對電子技術(shù)電路的理解，學(xué)會查尋資料方案比較，以及設(shè)計(jì)計(jì)算等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力。了解與課程有關(guān)的電子電路以及元器件工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的技術(shù)要求，編寫設(shè)計(jì)說明，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路圖。在課設(shè)過程當(dāng)中熟悉了ewb仿真操作系統(tǒng)的運(yùn)用，為我課設(shè)時(shí)畫電路圖節(jié)省了不少的時(shí)間。參考文獻(xiàn)1 陳維新著 新型使用電路設(shè)計(jì)制作便查手冊電子科技大學(xué)出版社 19932 沈勇潮 工志功編著 集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)電子工業(yè)出版社 20043 王松武等編著，電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐北京：國防工業(yè)出版社，2005 4 解月珍，謝沅請編著，電子電路計(jì)算輔助分析與設(shè)計(jì)北京：北京郵電大學(xué)出版社，20015 新編電子電路大全，第五卷，通信電路/中國計(jì)量出版社組編北京，中國計(jì)量出版社附錄