数字电子技术课程——设计报告

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1、数字电子技术课程设计报告之数字频率计――目录第一章、设计指标………………………………….2第二章、系统概述2.1、设计思想………………………………..32.2、可行性论证……………………………..32.3、各功能的组成…………………………..62.4、总体工作过程…………………………..7第三章、单元电路设计与分析3.1、各单元电路的选择…………………….73.2、设计及工作原理分析………………….8第四章、电路的组构与调试4.1、遇到的主要问题……………………….194.2、现象记录及原因分析………………….204.3、解决措施及效

2、果……………………….214.4、功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据第五章、结束语……………………………………...215.1、对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明…………………………………………………….225.2、总结设计的收获与体会………………..23参考文献……………………………………………...23第一章、设计指标我们要设计一个测量TTL方波信号频率的数字系统。用按键选择测量信号频率。测量值采用4个LED七段数码管显示，并以发光二极管指示测量对象:频率(周期值)以及测量的单位:HZ(s)、KHZ(ms)。频率的测

3、量范围有4个量程。有如下指标:(1)测量结果显示4位有效数字。测量精度为万分之一。(2)频率测量范围:0.1HZ~999.9KHZ，分为4档。第一档:100.1HZ~999.9HZ第二档:1.000KHZ~9.999KHZ第三档:10.00KHZ~99.99KHZ第四档:100.0KHZ~999.9KHZ(3)量程切换可以采用两个按键手动切换或由电路控制自动切换。(4)设计一个周期性方波产生电路输出频率计调试所需的信号。输出信号的频率范围与测量范围相同，分为4个量程。再设置4个按键在每档范围内选择4为有效数字的9~16个固定频率，最高

4、位数值必须分布1~9，信号占空比可以任意。第二章、系统概论2.1、设计思想在生产实践和科学实验中，经常需要测量信号的频率。数字频率计就是用数字方式测量和现实被测信号频率的仪器。实用的数字频率计可以测量多种不同形似的周期性波形，这次的实验设计的目的在于理解频率测量和周期测量的基本原理，计数型测量仪表的量程扩展方法，以及对输入为TTL方波信号进行测量。设计的方框图如下:锁存器测量计数器发光二极管选择器锁存LD小数点位置清零CR测量单位控制控制数字单稳态触发10s电路可控分频器采样定时信1s号选择器量程控制选择100ms数据选择器10ms1

5、0倍率分频器晶体振荡器2.2、可行性论证我将分别从测频采样定时信号及测量周时基信号的产生，计数，锁存，显示，信号选择，量程切换控制，控制信号产生，自校调试信号产生等几个方面来论述。1.测频采样定时信号及测周时基信号产生采用8级分频器产生1us~10s共10路分频倍率为10的时钟信号，其中10ms100ms1s10s四路信号满足时基信号要求作为测频采样定时(时基)信号。2.计数、锁存和显示寄存器的数据控制信号为其时钟输入clk，当时钟脉冲为上升沿时输出数据被刷新为当前的输入数据，否则输出保持不变。锁存器的数据控制信号为门控使能，当门控使

6、能为高电平时输出与输入相同，否则输出保持不变。3.信号选择及量程切换控制可通过分频器选择不同周期的实际信号作为测频采样定时。小数点显示及控制单位可按下表的控制要求由量程选择信号通过组合电路实现:量程范围允许误差/hz采样时间/s小数点位置单位100.1~999.9hz0.110Hz第三位1.000~9.999khz11Khz第一位10.00~99.99khz100.1Khz第二位100.0~999.9khz1000.01khz第三位4.控制信号产生采样定时信号触发数字单稳态电路产生计数值锁存信号LD和测量计数器清零信号CR。5.自校调

7、试信号产生考虑由量程选择信号控制分频计数器的输入脉冲频率Fs为Fi、10Fi、100Fi、1000Fi;由按键控制ROM选择分频计数器的预置数修改其摸值N。可控分频电路如下:AQ预置数DROMQ调试信号输N多出分级频cp频十率分选频择量程选择2.3、各功能的组成1、采样信号采用8级分频器产生1us~10s共10路分频倍率为10的时钟信号,其中10ms~10us4路信号满足要求可作为测周计数脉冲。2、测量计数器测量计数器采用十进制加计数器级联3、锁存器输出4组BCD码可采用两个8位寄存器74377或8位锁存器743734、译码显示可采用

8、七段译码显示器实现显示5、信号选择数据选择器选择分别选择10s、1s、100ms、10ms作为测频采样定时。6、控制信号产生采样定时信号触发数字单稳态电路产生计数值锁存信号LD和测量计数器清零信号CR。数字单稳态输出脉冲