數(shù)字頻率計(jì)的課設(shè)報(bào)告以及仿真電路

1、河北聯(lián)合大學(xué)2011級(jí)本科課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì) 姓名: 張如林 學(xué)號(hào): 201114050113 班級(jí): 11電氣1班 2013年12月18一、概述 頻率是周期信號(hào)每秒鐘內(nèi)所含的周期數(shù)值。輸入電路：由于輸入的信號(hào)可以是正弦波，方波。而后面的閘門(mén)或計(jì)數(shù)電路要求被測(cè)信號(hào)為矩形波，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)整形電路則在測(cè)量的時(shí)候，首先通過(guò)整形電路將正弦波或者三角波轉(zhuǎn)化成矩形波。在整形之前由于不清楚被測(cè)信號(hào)的強(qiáng)弱的情況。所以在通過(guò)整形之前通過(guò)放大衰減處理。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度較大時(shí)，通過(guò)輸入衰減電路將電壓幅度降低。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度較小時(shí)，前級(jí)輸入衰減為零時(shí)若不能驅(qū)動(dòng)后面的整形電路，則調(diào)節(jié)輸入放大的增益時(shí)

2、，被測(cè)信號(hào)得以放大。通過(guò)時(shí)基電路及控制電路和鎖存器 ，將最終頻率穩(wěn)定的顯示在數(shù)碼管上。2、 設(shè)計(jì)方案 1.設(shè)計(jì)題目： 簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì) 2.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求： 要求設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的數(shù)字頻率計(jì)，測(cè)量給定信號(hào)的頻率并用十進(jìn)制計(jì) 數(shù)器顯示。具體要求為： a. 用于測(cè)量數(shù)字信號(hào)的頻率，測(cè)頻范圍0.1HZ到9999HZ。 b. 用開(kāi)關(guān)控制頻率計(jì)的啟動(dòng)和停止。 c.測(cè)量范圍可調(diào)，分為1秒和10秒兩檔。 d.能連續(xù)循環(huán)測(cè)量顯示。如：1秒計(jì)數(shù)測(cè)量；4秒顯示結(jié)果；1秒清零。 然后依次循環(huán)。 3.整體設(shè)計(jì)思路： （1） 整體設(shè)計(jì)方案框圖2數(shù)字頻率計(jì)總體設(shè)計(jì)方案整形電路顯示器CLK門(mén)控電路被測(cè)信號(hào)譯碼器計(jì)數(shù) 清零時(shí)基電路

3、分頻電路主控電路 1.主控六進(jìn)制電路 32門(mén)控電路3.時(shí)基電路43 單元電路與相應(yīng)仿真1.1Hz時(shí)基電路 根據(jù)公式用555定時(shí)器設(shè)置多諧振蕩器。產(chǎn)生相應(yīng)頻率的脈沖 T=(R1+R2）Cln2 設(shè)C=100F 則可以得到R1+R2=144.3K 根據(jù)已得畫(huà)出時(shí)基電路如下圖時(shí)基電路2. 六進(jìn)制主控電路實(shí)現(xiàn)1秒計(jì)數(shù)，4秒顯示，1秒清零 根據(jù)要求則可列出真值表計(jì)數(shù)順序Q0Q1Q2Q3門(mén)控清零0000011100010120010013001101401000150101005根據(jù)真值表可得門(mén)控=（Q1+Q2+Q3)非清零=Q1*Q3非則仿真電路為六進(jìn)制主控電路十五進(jìn)制十五進(jìn)制實(shí)現(xiàn)十秒計(jì)數(shù)63. 整形電

4、路 用NE555施密特觸發(fā)器將脈沖改為整齊脈沖整形電路4. 計(jì)數(shù)，鎖存，顯示電路 計(jì)數(shù)器用74LS160，鎖存用74LS175，顯示電路用七段顯示譯碼器BS2015. 整體仿真電路 7三，整體原理電路圖a. 要實(shí)現(xiàn)要求電路，用555接成施密特觸發(fā)器，用施密特觸發(fā)器狀態(tài)裝換過(guò)程中的正反饋?zhàn)饔茫梢詫⑦呇刈儞Q緩慢的周期性信號(hào)變換為邊沿很陡峭的矩形脈沖信號(hào)。b. 用555定時(shí)器接成多諧振蕩器產(chǎn)生1hz的脈沖c. 在實(shí)現(xiàn)一秒計(jì)數(shù)，四秒顯示，一秒清零，則門(mén)控電路在一秒時(shí)為1根據(jù)與非門(mén)特性與非門(mén)輸出與被測(cè)波形一致，當(dāng)一秒內(nèi)的波形傳至計(jì)數(shù)器后，clk被觸發(fā)，并且按測(cè)試信號(hào)的頻率觸發(fā)。在第二秒后六進(jìn)制計(jì)數(shù)器為

5、0，怎門(mén)控輸出被變?yōu)?，屆時(shí)計(jì)數(shù)器處于上邊沿，CLK不會(huì)被觸發(fā)，計(jì)數(shù)器也不會(huì)輸出。d. 當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出后接至74ls175，作為鎖存器，鎖存器的作用是防止從十進(jìn)制計(jì)數(shù)器在不斷地觸發(fā)下直接傳送到七段顯示譯碼器中造成顯示器不斷跳變。74ls175在觸發(fā)狀態(tài)是接受來(lái)自計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)。鎖存下來(lái)，傳送到顯示譯碼器。e. 七段顯示譯碼器，由7448驅(qū)動(dòng)其中LT（燈測(cè)試輸入），RBI（滅零輸入信號(hào)），BI/BIO（滅燈輸入/滅零輸出）全部接“1”。f. 接計(jì)數(shù)器是要串行輸入，將RD(置零輸入），接至滅零信號(hào)線(xiàn)，LD(預(yù)置數(shù)8控制端），第一個(gè)160的ET,EP接“1”并且前三個(gè)160的工作控制端EP,ET接至

6、各自前一個(gè)的進(jìn)位輸出端。四，元件清單原件名稱(chēng)標(biāo)號(hào)數(shù)量芯片74LS160574LS175474484NE5551555Timer17400N274LS27D174LS10174LS08274LS02274LS1611顯示器七段晶體管4電阻1K15.1K110K110K（滑動(dòng)）1電容0.01F20.1F1100F1二極管1n148電源5V直流3導(dǎo)線(xiàn)若干開(kāi)關(guān)單向3雙向19五，結(jié)論 這次課設(shè)主要是通過(guò)555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器，多諧振蕩器，分別構(gòu)成相應(yīng)的整形電路，時(shí)基電路，再加上同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160，用來(lái)穩(wěn)定存儲(chǔ)結(jié)果的鎖存器74LS194和由74LS48組成的譯碼器，以及用來(lái)顯示的數(shù)碼管

7、來(lái)組成數(shù)字頻率的測(cè)量?jī)x器。但是為了提高電路的安全性、可行性，減少整個(gè)電路的功耗和整個(gè)電路的布線(xiàn)。這次課設(shè)主要是通過(guò)555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器，多諧振蕩器，分別構(gòu)成相應(yīng)的整形電路，時(shí)基電路，再加上同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160，用來(lái)穩(wěn)定存儲(chǔ)結(jié)果的鎖存器74LS194和由74LS48組成的譯碼器，以及用來(lái)顯示的數(shù)碼管來(lái)組成數(shù)字頻率的測(cè)量?jī)x器。但是為了提高電路的安全性、可行性，減少整個(gè)電路的功耗和整個(gè)電路的布線(xiàn)。六，心得體會(huì) 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，更加深刻的理解了實(shí)踐的內(nèi)涵，開(kāi)始時(shí)只是盲目的在Multisim這個(gè)軟件上亂畫(huà)，忽略了動(dòng)手的意義，后來(lái)按同學(xué)說(shuō)的將我們所做的課設(shè)的電路圖畫(huà)在紙上，感覺(jué)頭腦里

8、清晰了很多。親自在紙上畫(huà)圖或許很難，但是這種方法真正能使我們清楚電路的結(jié)構(gòu)，從細(xì)節(jié)上找出我們所忽略的東西，電路的運(yùn)行操作是否正確更是一目了然。免去了在上機(jī)時(shí)不知道哪里錯(cuò)的盲目時(shí)間，使我們很快找出自己的毛病。 而且也更加領(lǐng)悟到了老師的作用，開(kāi)始時(shí)因?yàn)?55定時(shí)器的功能不很了解，查了好多資料和書(shū)，才明白了它的作用。上課老師都仔細(xì)講過(guò)的東西，當(dāng)時(shí)沒(méi)由好好聽(tīng)講，課下花了好多時(shí)間去看它。自己一開(kāi)始不重視，導(dǎo)致時(shí)間快到后沒(méi)有多少進(jìn)度，自己翻書(shū)查找，自己慢慢查線(xiàn)，找問(wèn)題所在，不斷地去研究錯(cuò)誤的所在，并且如何解決問(wèn)題。10六，參考文獻(xiàn)1童詩(shī)白模擬電子電路中央廣播電視大學(xué)出版社1993年 2

9、閻石數(shù)字電子電路中央廣播電視大學(xué)出版社1993年3任中民數(shù)字電子技術(shù)清華大學(xué)出版社2005年  4孫肖子模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) . 第1版 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.1 5謝自美 . 電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試 . 第2版 . 武昌：華中科技大學(xué)出版社，2000.7 6張?jiān)サ?#160;. 電子電路課程設(shè)計(jì) . 第1版 . 南京：河海大學(xué)出版社，2005.8 7李士雄、丁康源數(shù)字集成電子技術(shù)教程高等教育出版社2002年 8張洪潤(rùn)電子線(xiàn)路與電子技術(shù)清華大