哈工大_数电课程设计_频率计

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1、一、设计目的：1、复习并应用基本的数字电路原理。2、掌握一些数字电路元器件产品的功能及使用方法。3、在搭电路、调电路的过程中提高动手能力。二、设计任务：设计一个数字式频率计。三、基本要求：1、被测信号为TTL脉冲信号。2、显示的频率范围为00~99Hz。3、测量精度为±1Hz。4、用LED数码管显示频率数值。四、扩展部分：1、输入信号为正弦信号、三角波，幅值为10mV。2、显示的频率范围为0000~9999Hz。3、提高测量的精度至0.1Hz。五、原理分析：频率计的设计框图所示：5被测信号送入通道，经放大整形电路后，使每个周期形成一个脉冲，这些脉冲加到主门的A输入端。时基电路为

2、多谐振荡器，产生的振荡信号B加到主门的另一个输入端，信号为高电平时主门开启。在主门开启时间内，脉冲信号通过主门，进入计数器。锁存器可以锁定最后测量结果，并通过显示器件稳定地显示出来。如果主门的开启时间为TS，计数器累积的数字为N，则被测的频率为f=N/T，如下图所示。两个单稳态触发器用于产生计数器清零信号和锁存器送数信号。如果主门的开启时间为1s，则计数器计得的数即为被测信号的频率。六、设计方案：实现上述设计方案的频率计电路图如图所示：5555定时器构成的多谐振荡器为时基电路，74LS123内置两个集成单稳态触发器为下降沿触发，计数器74LS90清零端R0(1)为高电平清零；锁

3、存器74LS273相当于8个D触发器，上升沿送数。对应各点波形图如图所示：5A为被测的脉冲信号，如果被测信号为模拟信号，需经过放大整形电路处理；B为时基信号，高电平1s，低电平宽度0.25s；C为第一个集成单稳态触发器的输出，作为锁存器送数信号；D为第二个集成单稳态触发器的输出，作为计数器清零信号；E是主门电路的输出作为计数器计数的脉冲信号。电路在测量频率时，在1s的主门信号到来之前计数器清零，主门信号到来时计数器计数，主门信号结束时锁存器送的数即为被测信号的频率，经相应的74LS48共阴极译码管显示电路显示出来。六、实验结果：连接完电路图后，进入调试阶段，首先调节可调电阻RP

4、是的B的波形如上图所示。再用示波器测量C.D的波形，结果与预期大致相同。接入被测脉冲信号，观察数码管的示数变化，发现数码管一直显示00没有其他的跳变。接着检验了电路图发现74sl90的CPb端接地了。改正有了接近被测频率的示数，调节RP电阻是示数接近被测信号的频率。七、实物图:实物图如下所示：5555定时器输出波形八、实验感想：1.搭接电路钱首先了解整个电路图的原理，以及每个芯片的功能，这样在搭接过程中就有大致的认识2.布局要合理，由于前期搭接不合理导致后面的芯片以及数码管的预留位置狭窄，影响整个电路图的美观3.搭接电路前先了解每个芯片管教的功能，特别是接地与VCC端，此次由于

5、74ls90的连接，应吸取教训。5