可编程数值频率计设计与制作

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1、8课程设计（论文）任务书专业班级学生指导教师题目可变量程数字频率计设计与制作子题设计时间2012年03月12日至2012年03月25日共2周设计要求设计一个五位数字频率计。要求分成四档测量范围，×1、×10、×100、×1000。在×1档，测量范围为1Hz到99999Hz，余此类推。最高测量频率为99999KHz(×1000档)。测量范围的选择由按键手控，但要有指示灯显示。再有，输入频率大于实际量程时，要有溢出显示“1xxxx”，其中x表示无任何显示。数据在正常范围内时，应只显示有效数据，如40Hz在×1档显示为40，最高位数字4以上的7段数码管不应显示（均处于不亮的消隐状态）。指导教

2、师签字：系（教研室）主任签字：年月日88可变量程数字频率计设计与制作一、课程设计的性质、目的和任务创新和实践二者之中，实践能力是基础和根本。这是由于创新基于实践、源于实践，实践出真知，实践检验真理。实践活动是创新的源泉，也是人才成长的必由之路。通过课程设计的锻炼，要求学生掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，培养学生的创新精神。二、设计过程1、基本原理频率计的主要任务是测量周期信号的频率，所谓频率，就是周期性信号在单位时间内变化的次数。若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为：f=N/T。时基

3、电路提供标准时间基准信号，其高电平持续时间t,当信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到低电平时闸门关闭，停止计数。计数输出经锁存器锁存后送给显示电路，显示出频率值。2、电路设计3、各主要电路及部件工作原理3.1、分频电路本设计要求测频范围为1Hz到99999KHz，量程由手键控制，而本设计为4种量程，使用常用芯片74LS160设计分频电路，即可将频率减小为10～1000倍，再经控制电路送入计数器的信号送至74LS160计数端，即可实现测频。4M信号输入，经第一个741604分88频变为1M的信号，再经6个74160分别分出100K、10K、1K、100、10、

4、1（Hz）的信号作为时基信号。经1K、100、10、1时基测得信号分别是在量程为*1000,*100，*10，*1下测得信号。电路图如下，3.2、控制电路时基信号经过控制电路，输出信号控制计数电路、锁存电路。计数信号有效时，计数器计数，技数结束后，锁存信号有效，计数值锁存，然后清零信号有效，对计数器3.3、计数电路88计数脉冲为100kHz，当jishu信号为1是有效，此时计数器开始计数，计数输出到锁存器中，然后计数器清零3.4锁存电路在确定的时间内计数器的计数结果必须锁定后才能获得稳定的显示值用3个74273构成，将计数输出进行锁存，输出给显示部分3.5显示部分88为了使数字频率计所

5、测频率值显示稳定，且显示正确，根据设计要求超出量程时高位显示1，低位不显示，因此引入7或门与门进行控制，用1Hz的信号对显示器扫描，使显示稳定四、调试与仿真结果1、分频电路调试仿真调试分频电路，给定一较大的频率信号，用观察分频器输出端是否每级都为十分频，测试成功后将数据选择器输出接至频率计数器的计数输入端。882、控制电路调试仿真3、显示电路调试仿真使用信号1MHz以下，幅值为5V的方波信号使计数器计数，观察数码管显示是否显示正确、稳定，更改频率值观察数码管输出是否能跟随频率变化。发现，当没有溢出是显示亮且稳定，溢出时最高位显示不稳定有闪烁。4、结果分析当仿真运行输入信号时，本电路能够

6、准确显示待测信号的频率值，且能够稳定的转换频率计量程，完全符合设计要求。五、调试中遇到的问题及解决的方法（1）显示不稳定，可以增大扫描频率，以改进；（2）控制部分使用不同的门电路以实现计数、分频、锁存88五、元器件清单元器件数量元器件数量74LS16012共阳极数码管574LS1611D触发器174LS475或非1MUX411与非门274LS2733与门3拨码开关2非门11或门1六、体会、感想、建议经过此次电子设计，自己动手参与设计的各个环节，我深刻地体会到理论知识是实践的基础，同时经过动手实践又会加深我们对理论知识的理解。有了扎实的理论知识，才会拿出合适的方案，在后期调试的过程中也会

7、得心应手，出现错误后也会很快分析出产生错误的可能原因，并且通过调试不同的方案来确定最佳电路，找到正确的解决办法。而这个分析和解决过程又在无形中加深了我们对理论知识的认识。总之，此次电子设计让我们进一步巩固了所学的知识，对我们有很大帮助。888