数显频率计电路的设计

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1、沈阳航空航天大学课程设计(说明书)频率计电路的设计班级24010201学号2012040102029学生姓名温子锐指导教师滕金玉沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称数字逻辑课程设计课程设计题目频率计电路的设计课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一频率计电路，该电路由脉冲整形电路、时钟产生电路、计数器、分频器和显示电路组成，其原理框图如图1所示。脉冲整形电路时钟产生电路分频器计数器显示电路图1频率计电路的原理框图二、技术指标1．计数器的最大值为200。2．输入信号幅度5mV,测试频率范围小于等于1KHz。能按照测量的频率要求变换档位。3．用LED数码管显示。4．具有清零和复位功能5．根

2、据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。2．进行实验数据处理和分析。四、推荐参考资料1．童诗白、华成英主编者.模拟电子技术基础.[M]北京：高等教育出版社，2008年五、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表：序号评定项目评分成绩1设计方案正确，具有可行性，创新性（15分）2设计结果可信（例如：系统分析、仿真结果）（15分）3态度认真，遵守纪律（15分）4设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（25分）5答辩（30分）总分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师

3、签字：2014年7月10日一、概述在本设计中，所要求测量的是频率。可设待测脉冲信号为f，被测量的信号周期为T,在周期为T的时间内测得的脉冲信号为n个，则有频率F=nf。将待测的脉冲信号产生的1KHz的波通过分频器减小测量其范围，以满足1~200的测量范围。通过测量被测信号在一周期中出现了多少个脉冲信号，从而得到其频率。设计要求：1．计数器的最大值为200。2．输入信号幅度5mV,测试频率范围小于等于1KHz。能按照测量的频率要求变换档位。3．用LED数码管显示。4．具有清零和复位功能5．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。二、方案

4、设计按照概述中所提到的方案设计的电路有以下几个部分组成：时钟产生电路，分频器，脉冲整形电路，计数器和显示电路组成。如图1为原理框图。脉冲整形电路计数器显示电路时钟产生电路分频器图1频率计电路的原理框图首先由时钟产生电路产生一个1KHz频率的方波，这个方波经由分频器放大其周期，即缩小其频率，共有10倍，100倍，1000倍三种选择，以满足测量需要。接下来是脉冲整形电路，脉冲整形电路是将方波，正弦波，三角波整形为方波，其中，方波高电平是信号的一个周期。接下来是计数器，计数器原理是通过测量整形后的高电平在一定时间内一共有脉冲信号的数量。最后是显示电路，是将计数器测到的数值通过显示电路显示出来。

5、三、电路设计1．时钟产生电路时钟产生电路由一个555计时器和两个电阻以及两个电容组成，它可以产生一个1KHz频率的方波，其公式为T=（R1+2R2）Cln2。根据此公式，由于需要产生周期为1ms，频率为1kHZ的方波，所以取R1=24.27KΩ，R2=60KΩ，电容0.01μF。时钟产生电路如下图2所示：图2时钟产生电路2.分频器在该设计中要求满足计数器1~200的测量范围，故本电路使用了3个74LS161D接成十进制同步加法器，完成10倍，100倍或者1000倍的减小效果。其中通过第一个74LS161D后将周期放大为原来的10倍，即频率将为原来的十分之一；通过第二个74LS161D后将

6、周期放大为原来的100倍，即频率将为原来的百分之一；通过第三个74LS161D后将周期放大为原来的1000倍，即频率将为原来的千分之一。在下面连接一个频率选择电路，此电路主要由一个四选一数据选择芯片74LS153D组成。我们可以通过手动开关选择电路控制档位的不同来使74LS153D的BA为00,01,10,11分别单独完成1倍，10倍，100倍或者1000倍的改变频率的效果。频率选择电路如下图3所示：图3频率选择电路74LS161D的引脚图和功能表如图4和表1所示：图474LS161D的引脚图输入输出CRCPLDEPETD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00ФФФФФФФФ00001↑0ФФ

7、dcbadcba1↑10ФФФФФQ3Q2Q1Q01↑1Ф0ФФФФQ3Q2Q1Q01↑111ФФФФ状态码加1表174LS161D的功能表74LS153D的引脚图和功能表如图5和表2所示：图574LS153D的引脚图表274LS153D的功能表3.脉冲整形电路此脉冲整形电路主要是由一个与门74S08D组成。其原理为若波的输入的幅度低于一定的值，则显示低电平，若大于这个值则显示高电平。它的作用是将通过它的各种不同的波形诸如三角波、正