数电课程设计报告_数字频率计

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1、.数电课程设计报告：频率计目录一、设计指标二、系统概述1.设计思想2.可行性论证3.工作过程三、单元电路设计与分析1.器件选择2.设计及工作原理分析四、电路的组构与调试1.遇到的问题2.现象记录及原因分析3.解决与结果4.功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据五、总结1.体会2.电路总图六、参考文献一、设计指标设计指标：要求设计一个测量TTL方波信号频率的数字系统。测试值采用4个LED七段数码管显示，并以发光二极管只是测量对象（频率）的单位：Hz、kHz。...频率的测量范围有四档量程。1）测量结果显示四位有效数字，测量精度为万分之一。2）频率测量范

2、围：100.1Hz——999.9kHz，分为：第一档：100.0Hz——999.9Hz第二档：1.000kHz——9.999kHz第三档：10.00kHz——99.99kHz第四档：100.0kHz——999.9kHz3）量程切换可以采用两个按键SWB、SWA手动切换。扩展要求：一、当被测频率大于999.9kHz，超出最大值时，设置亮一个警灯，并同时发出报警声音。二、自动切换量程提示：1.计数器计到9999时，产生溢出信号CO，启动量程加档。2.显示不足4位有效数字时量程减档。三、各量程输出信号的频率最高位有效数字为1、2、3、4、5、6、7、8、9

3、。二、系统概述1.设计思想周期性信号频率可通过记录信号在1s内的周期数来确定其频率。...累计标准时间Ts中被测信号的脉冲个数Nx，被测信号频率：fx≈Nx/Ts测量时间Ts选择：由于测量时间Ts需要根据被测信号的频率切换，所以通常对振荡时钟进行分频以获得不同的定时时间。采样定时、显示锁存、计数器清零的控制时序波形图2.可行性论证...用计数器实现记录周期数的功能；用时基信号产生计数时间作为采样时间；用四位动态扫描通过数码管显示结果；因为如果计数器直接把数据输入到数码管显示，那么数码管的数据就会不断变化，累计增加的情况，所以采用锁存器，在每个时间信号

4、内，通过一个高电平使能有效，将计数器的数值锁存到寄存器或者锁存器；为了不要让每次锁存的数据会比上次增加一个基数，而计数器的连续计数累积计数，所以要对每次锁存后立即清零，让计数器从零开始计数。3.工作过程晶体振荡器产生10MHz的基准时钟通过10倍率分频器和可控分频器分别产生时基测量时间和调试信号；通过量程控制选择开关选择量程（包括时基时间、小数点位置控制、测量单位控制）和测量选择控制输入调试信号或者是实际待测信号；时基信号脉冲控制数字单稳态触发电路产生清零（CR）和锁存（LD）脉冲信号控制计数器的清零和锁存器的锁存；锁存器将数据通过数码管译码显示，通

5、过控制发光二极管来显示单位Hz和kHz。（L1亮为kHz，不亮为Hz）三、单元电路设计与分析1.器件选择计数器的器件选择：选用四个7490构造四个8421BCD码十进制计数器，将其串行级联构成16位二进制码表示的模值为10000的计数器。锁存器的器件选择：选用两片74377构造16位二进制码的锁存器。...分频器的器件选择：10倍率分频器采用7490构成5421BCD码的十进制计数器组成10倍率分频器，再将8个10倍率分频器进行串行级联构成DIV8分频器。4位动态扫描显示电路器件选择：74161、DIV8分频器、74153m、74153（双四选一数据

6、选择器）数字单稳态触发电路器件选择：用两片D触发器构成一个单稳态触发电路，再将两个单稳态触发电路串行级联构成产生锁存（LD）和清零（CR）的单稳触发电路。调试信号功能器件选择：DIV8分频器、74161、MUX41四选一数据选择器选择控制端产生测频时基信号（包括小数点和单位的控制）器件选择：DIV8分频器、两片74139（2---4线译码器）、74153M（四选一数据选择器）、非门和与非门。2.设计及工作原理分析十进制计数器的设计：用一片7490，SET9A、SET9B端接低电平无效，脉冲CP端接CLKA二进制端，二进制输出端口QA接到CLKB五进制

7、输入端，将清零（CR）脉冲信号接到CLRA、CLRB端，将QA、QB、QC、QD做4位输出，读数A3A2A1A0即为8421BCD码十进制的二进制的表示。十进制计数器的设计示意图（单片）总体图...仿真波形（单片）向下的箭头是模值10处；斜向下的两个箭头是清零（CR）信号有效时对计数器进行清零操作。此十进制计数器进行串行级联可以构成10的整数倍模值的计数器。要构成模值为10000...的计数器，故采用四片十进制计数器串行级联，最大数值为9999。总体仿真波形级联后的模块图：CP接待测脉冲信号，CR接清零脉冲信号，输出结果为D3D2D1D0C3C2C1

8、C0B3B2B1B0A3A2A1A0为16位二进制表示的数值，范围1~9999，实现了模值为10000的计数