简易数字频率计课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业简易数字频率计的设计摘 要在进行模拟、数字系统设计、安装、调试过程中，经常要用到数字频率计。数字频率计是用于测量信号频率的电路，它实际上就是一个脉冲计数器，即在单位时间里统计的脉冲个数。频率计系统一般由输入整形电路、晶体振荡器、分频器、量程选择开关、控制电路、计数器、显示器等部分组成。关键字：整形电路，分频电路，闸门电路，数码管显示 目 录 TOC o 1-3 h z u 1 绪论1.1 课题描述数字频率计是用于测量信号（方波、正弦波或其他脉冲信号）的频率，并用十进制数

2、字显示，它具有精度高，测量迅速，读书方便等优点。1.2 设计任务与要求 （1）频率测量范围：109999Hz； （2）输入电压幅度300mV； （3）输入信号波形：任意周期信号； （4）显示位数：4 位； （5）电源： 220V 、 50Hz；1.3 基本工作原理及框图数字频率计电路框图如图1所示。图1 频率计电路框图 由于计数信号须为方波信号，所以要对输入待测信号进行放大整形变成陡峭的举行脉冲，可用施密特触发器进行整形，再送至主控门。晶振产生较高的标准频率，经分频器后变成各种时基脉冲（10us,0.1ms,1ms,10ms,0.1s,1s），时基脉冲的选择由开关S选择。时基信号经控制电路产生

3、闸门信号T（时基信号的一个周期）至主控门，被测信号经放大整形后变成脉冲信号在闸门时间T内通过主控门进行计数。若时基信号的周期为T，进入计数器的输入脉冲数为N，则被测信号的频率为f=N/T。2 相关单元电路设计2.1 晶振及分频电路的设计 晶振及分频电路设计如图2所示。 晶振产生较高的标准频率，经过分频器之后变成各种时基脉冲。 一个频率范围为1Hz9999Hz的数字频率计晶振及分频电路如图3所示。该系统采用1Mhz的晶振，由74LS290（D1D6）构成10分频、100分频、1000分频、10000分频、分频、分频电路。产生6种时基信号（10us、0.1ms、1ms、10ms、0.1s、1s）。

4、然后将输出的时基脉冲送入下一级进行选择。图2 晶振及分频电路2.2 时基信号选择电路的设计 时基信号选择电路如图3所示。 时基信号选择电路是由八选一数据选择器74LS151实现选择。当S2S1S0=000时，选择1s；S2S1S0=001时，选择0.1s，S2S1S0=010时，选择10ms；.；S2S1S0=101时，选择10us。图3 时基信号选择电路2.3 整形及控制电路的设计锁存器单元电路如图4所示。图4 整形及控制电路整形电路主要由带有施密特触发器的反相器74LS74组成。将被测信号进行施密特整形后送入控制电路。 控制电路主要由双D触发器74LS74（D16）及与门74LS08（D1

5、7：A、D17：B）组成。选择的时基信号经D触发器产生闸门信号T。若通过开关S2S1S0选择一个时基信号，当给与门输入一个时基信号的上升沿时，则74LS74的Q端由低电平变成高电平，将主控门打开，允许被测信号通过主控门并进入计数器进行计数。相隔一个时基周期后，又给74LS74一个上升沿，其Q端由高电平变成低电平（同时=1=D），将主控门关闭，同时与门D17：B的输入端变成高电平，使计数器的清零端有效，计数器停止工作。当再相隔一个时基周期后，又将重复上述过程。2.4 计数及锁存电路的设计 计数及锁存电路如图5所示 计数器选用4片二五十进制计数器74LS290（D7D10）构成10000进制计数器

6、。技术后的数据锁存由74LS374完成，锁在后的数据经显示译码驱动器CD4511完成数码管驱动和共阴数码管显示。图5 计数及锁存电路2.5 译码及显示电路的设计译码及显示电路设计如图6所示。译码电路由4片CD4511进行数码管驱动。显示电路由4个共阴数码管进行显示。图6 译码及显示电路2.6 电路元件清单数字频率计元件清单如表1所示。表 SEQ 表格 * ARABIC 1 元件清单名称封装数量74LS290IPC-7351DO141074LS151IPC-7351DO16174LS14IPC-2221A/2222NO14174LS374IPC-7351DWO202CD4511IPC-2221A

7、/2222SOT-74474LS74IPC-7351DO14174LS08IPC-7351DO1411MHz晶振17段共阴数码管43 整体电路设计 整体电路设计如图7所示。 被测信号经过整形，与晶振分频得到的时基选择电路共同控制计数器，作为计数器的输入脉冲，然后经过74LS374的锁存，最后送入显示译码驱动器完成数码管驱动和共阴数码管显示。显示的数据到下一次计数完成后刷新。晶振采用1MHz的晶振，便于作为时基信号时的计算。显示器件由四个共阴数码管构成。图7 整体电路设计总 结经过近两周的奋战，我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前，觉得课程设计只是对数电模电这两门课所学知识的单纯总结。但

8、是通过这次做课程设计发现自动看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己的能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。以前觉得很简单的东西，自己觉得都会都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的生活工作中，都应不断的学习，不断的动手做，不只是单纯的看懂学会。参考文献1 乐丽琴.数字电子技术M.北京：电子工业出版社，2014.3. 2 蒋华勤.电子技术基础实验M.北京：中国计量出版社，2009. 3 李国丽，朱维勇.电子技术实验指导书M.合肥：中国科技大学出版社.2000.4 贺素霞.模拟电子技术M.北京：电子工业出版社，2014.5 张国雄.测控电路(第4版).