数电数字频率计设计1

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1、实用标准文案目录一﹑简述1二﹑设计任务和要求2三、方案设计与论证2四﹑实验原理分析6五、实现中出现的问题及解决7六、作品实图9七、心得体会9八、参考文献10精彩文档实用标准文案精彩文档实用标准文案数字频率计逻辑电路设计一﹑简述在进行模拟﹑数字电路的设计﹑安装和调试过程中，经常要用到数字频率计。数字频率计实际上就是一个脉冲计数器，即在单位时间里（如1秒）所统计的脉冲个数，如图3.1计数时序波形图所示。频率数即为在1秒内通过与门的脉冲个数。图3.1(a)门控计数图3.1(b)门控序列精彩文档实用标准文案通常频率计是由输入整形电路﹑时钟振荡器﹑分频器﹑量程选择开关﹑计数器﹑显示器等组成。如图3.2

2、所示。图3.2方框图图3.2中，由于计数信号必须为方波信号，所以要用史密特触发器对输入波形进行整形，分频器输出的信号必须为1Hz，即脉冲宽度为1秒，这个秒脉冲加到与门上，就能检测到待测信号在1秒内通过与门的个数。脉冲个数由计数器计数，结果由七段显示器显示。二﹑设计任务和要求设计一个八位的频率计数器逻辑控制线路，具体任务和要求如下：1.八位十进制数字显示。2.测显范围为1Hz~10MHz。3.量程分为四档，分别为×1000﹑×100﹑×10﹑×1。三、方案设计与论证精彩文档实用标准文案频率计是用来测量正弦信号、矩形信号、三角形信号等波形工作频率的仪器，根据频率的概念是单位时间里脉冲的个数，要测

3、被测波形的频率，则须测被测波形中1S里有多少个脉冲，所以，如果用一个定时时间1S控制一个闸门电路，在时间1S内闸门打开，让被测信号通过而进入计数译码器电路，即可得到被测信号的频率fx。方案一：根据上述分析，频率计定时时间1s可以通过555定时器和电容、电阻构成的多谐振荡器产生1000Hz的脉冲，再进行分频成1Hz即周期为1s的脉冲，再通过T触发器把脉冲正常高电平为1s；放大整形电路通过与非门、非门和二极管组成；闸门电路用一个与门，只有在定时脉冲为高电平时输入信号才能通过与门进入计数电路计数；计数电路可以通过5个十进制的计数器组成，计数器再将计的脉冲个数通过锁存器进行稳定最后通过4个LED数码

4、显像管显示出来。方案二：频率计定时时间1s可以直接通过555定时器和电容、电阻构成的多谐振荡器产生1Hz的脉冲，再通过T触发器把脉冲正常高电平为1s；放大整形电路可以直接用一个具有放大功能的施密特触发器对输入的信号进行整形放大，其他模块的电路和方案一的相同。通过对两种方案的分析，为了减少总的电路的延迟时间，提高测量精确度，所以选择元件少的第二种方案。方案二：采用八只CMOS电路CL102四合一显示完成计数、译码、显示功能的数字频率计。输入待测频率经过7555电路进行整形后，输入给CL102进行计数。由晶振（8MHz）与门电路组成的振荡器经74LS93和74LS390分频后，分别获得1M﹑10

5、5﹑104﹑103﹑102﹑101﹑1Hz。图中74LS93为8分频器，74LS390为双十进制计数器。1Hz控制计数器的计数时间，在计数器清零之前，将计数器的计数值送显示器，其时序电路如图3.6所示。精彩文档实用标准文案图3.6清零送数时序波形图74LS123是单稳态触发器，其主要作用：U1是将1Hz脉冲变成窄脉冲，将CL102计数器数据寄存显示；U2产生的窄脉冲是计数器的清零脉冲，相对于送数脉冲延时了100ns左右，以保证寄存器的数据正确，其频率由开关K分别置在4﹑3﹑2﹑1位置，即可完成*1﹑*10﹑*100﹑*1000等几种不同的量程。如测试量程不用开关，则需增加显示器的数量，从而达

6、到满意的量程。小数点的控制，可根据量程确定，点亮的显示器的dp端接到+5V，其它位的dp接到地上。如不需要显示小数点，可全部接地。精彩文档实用标准文案精彩文档实用标准文案数字频率计逻辑电路总电路图四﹑实验原理分析数字频率计可分为三部分进行考虑：1.计数﹑译码﹑显示这一部分是频率计数器不可少的。即外部整形后的脉冲。通过计数器在单位时间里进行计数﹑译码和显示。计数器选用十进制的中规模（TTL/CMOS）集成计数器均可，译码显示可采用共阴或共阳的配套器件。例如计数器选用74LS161，译码器为74LS248，数显器为LC5011—11。也可选用四合一计数﹑寄存﹑译码﹑显示CL102或专用大规模频率

7、计数器ICM7216芯片等。2.整形电路由于待测信号是各种各样的，有三角波﹑正弦波﹑方波等，所以要使计数器准确计数，必须将输入波形进行整形，通常采用的是史密特集成触发器。史密特触发器也可由555（7555）或其它门电路构成。3.分频器分频器一般由计数器实现，例如用十进制计数器去分频。获得1Hz。十进制计数器用74LS160﹑74LS161﹑74LS90﹑74LS290、74LS390等均可实现。4.量程选择由