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1、数字频率计目录课程设计(论文)任务书…………………………………..……….….………………...……I课程设计(论文)成绩评定表…………………………………..……….….………………...Ⅲ中文摘要……………..…………………………………………..……….….………………IV1设计任务描述21.1设计题目:数字频率计21.2设计要求21.2.1设计目的:21.2.2基本要求21.2.3发挥部分22设计思路33设计方框图44各部分电路设计及参数计算54.1整形电路54.1.1工作原理54.1.2电路特点64.2分频电路64.3主要控
2、制电路64.3.1延时电路64.3.2参数计算75工作过程分析86元器件清单97主要元器件介绍107.1石英晶体振荡器…………….…...……..…….……….…..…….…………….…….…107.274160同步十进制计数器107.37448共阴七段译码器117.474273八D型触发器:127.5LED显示器(七段数码管)137.6555定时器-:14小结15致谢16参考文献17附录A1逻辑电路图18附录A2实际接线图19-19-数字频率计1设计任务描述1.1设计题目:数字频率计1.2设计要求:1.2.1设计目的:(1)掌握
3、数字周期测量计的构成、原理与设计方法;(2)熟悉集成电路的使用方法。1.2.2基本要求(1)要求被测信号为方波,峰值为3V到5V(和TTL兼容),被测信号周期范围:10us到1s;(2)设计石英晶体震荡器及分频系统,闸门时间:1ms,10ms,1s,10s;(3)可控制的计数、锁存、译码显示系统。1.2.3发挥部分(1)被测信号为三角波信号;(2)数据溢出报警-19-数字频率计2设计思路所谓的频率就是1秒钟之内通过闸门的脉冲个数,在通过计数器进行计数,最后通过显示器表现出来。首先,频率计先接收待测信号的波形,由于我们不知道其波形为
4、何种样式,则应先对其整形,我采用的是施密特触发器对其整形,使其变为方波,这时才能进行下一步设计。其次,我们要把这个标准的信号和被测信号相“与”,通过门控制信号可以获得T时间内通过脉冲的个数,此脉冲直接进入计数器进行计数,最后通过译码显示其频率。最后,我们要设计的是对计数器和锁存器的控制,这个的基本思路是在时基电路脉冲的上升沿到来时闸门开启,计数器开始计数,在同一脉冲的下降沿到来时,闸门关闭,计数器停止计数.同时,锁存器产生一个锁存信号输送到锁存器的使能端将结果锁存,并把锁存结果输送到译码器来控制七段显示器,这样就可以得到被测信号的
5、数字显示的频率.而在锁存信号的下降沿到来时逻辑控制电路产生一个清零信号将计数器清零,为下一次测量做准备,实现了可重复使用,避免两次测量结果相加使结果产生错误。综合上面所说的可以将数字频率计的电路分为四大部分即:整形电路、分频电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、锁存、译码、显示电路。整形电路:非矩形波整形成矩形波,在这里,我想到了555定时器的一种派生产品,施密特触发器。分频电路:它的目的是提供闸门开启的时间,该闸门可由一“与”门充当。可以用74160将标准信号进行分频,从而获得的闸门时间分别为10ms,0.1s,1s,10s。闸门
6、时间越长,得到的频率值就越准确,也就是说其量程越小。逻辑控制电路:在时基信号结束时产生的负跳变用来产生锁存信号,锁存信号的负跳变又用来产生清零信号,锁存信号和清零信号可由两个555定时器组合产生,它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。计数、锁存、译码、显示电路:锁存器的作用是将计数器在T结束时所计得的数进行锁存,使显示器上能稳地显示此时计数器的值。所示将些时,T计数时间结束时,逻辑控制电路发出锁存信号,将些时计数器的值送译码显示器。最后,在计数器上加装一个超量程报警器。选用555定时器构成的单稳态触发器接一个外接喇叭,超量程时喇叭就
7、会响,这样就可以更好起到报警作用。-19-数字频率计3设计方框图闸门待测信号放大整形电路分频电路石英振荡电路计数译码显示电路报警系统-19-数字频率计4各部分电路设计及参数计算本设计电路主要分为5大部分,分别是整形电路部分,分频电路部分,主要控制电路部分,计数、译码、锁存电路部分和显示电路部分,以下为具体功能及参数计算。4.1整形电路整形电路主要由一个555定时器,一个电容组成,将定时器的8脚4脚接电源,1脚接地5脚接电容接地,7脚接电阻接5v电源,2脚和6脚相联作为输入端,7脚作为输出端,这样就构成了一个施密特触发器,起到整形作
8、用4.1.1工作原理①当Ui由0上升至≤Ucc*1/3时,Uc1=1,Uc2=0,触发器低电平置位,Q=U0=1。②当Ui上升,在Ucc*1/3至Ucc*2/3之间,Uc1=1,Uc2=1,触发器保持,Q=U0=1。③当Ui≥Ucc*2/3时,Uc