低頻數(shù)字電子線路課程設(shè)計(jì)報告

1、<p><b>　　一、任務(wù)技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個數(shù)字頻率計(jì)，具體要求如下：</p><p>　　1. 要求測量頻率范圍：1～100kHz。</p><p>　　2. 頻率用LED數(shù)字顯示。</p><p>　　3. 測量信號方波峰峰值3～5V。</p><p>

2、<b>　　二、總體設(shè)計(jì)思想</b></p><p><b>　　1.基本原理</b></p><p>　　所謂頻率，就是周期性信號在單位時間（1s）內(nèi)周期信號的變化次數(shù)。若在一定時間間隔T內(nèi)測得周期信號重復(fù)變化次數(shù)為N，則其頻率為</p><p>　　由于被測信號是方波信號，這樣就省去了整形電路。時鐘電路提供標(biāo)準(zhǔn)時間基準(zhǔn)

3、信號，基準(zhǔn)時鐘經(jīng)分頻器后輸出頻率分別有0.1Hz，1Hz，10Hz的閥門信號，計(jì)數(shù)器在一個閥門信號周期內(nèi)對被測信號計(jì)數(shù)，直到一周期閥門信號結(jié)束時，停止計(jì)數(shù)，同時產(chǎn)生鎖存信號，啟動延時信號。鎖存信號使計(jì)數(shù)器的值在數(shù)碼管上顯示。當(dāng)延時結(jié)束后清除計(jì)數(shù)器與分頻器開始下一次測量。數(shù)字頻率計(jì)的主要功能是測量周期信號的頻率。如果我們能在給定的 1S 時間內(nèi)對信號波形計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果顯示出來，就能讀取被測信號的頻率。數(shù)字頻率計(jì)首先必須獲得相對穩(wěn)定與準(zhǔn)

4、確的時間，通過計(jì)數(shù)器計(jì)算這一段時間間隔內(nèi)的脈沖個數(shù)，將其換算后顯示出來。這就是數(shù)字頻率計(jì)的基本原理。 </p><p><b>　　2.系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>　　圖1 系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>　　三、具體設(shè)計(jì)</b></p><p><

5、;b>　　1.總體設(shè)計(jì)電路</b></p><p>　　經(jīng)過分析可以用555定時器搭接頻率為1000Hz的多諧振蕩器，然后通過分頻器分別產(chǎn)生頻率為10Hz,1Hz,0.1Hz的時鐘信號，再將被測信號與基準(zhǔn)時鐘信號經(jīng)閘門處理傳遞到計(jì)數(shù)器電路，計(jì)數(shù)器開始工作。當(dāng)門控信號結(jié)束，閘門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止工作。同時,鎖存器產(chǎn)生一個鎖存信號輸送到鎖存器的使能端將結(jié)果鎖存,并把鎖存結(jié)果輸送到譯碼器來控制七段顯示器

6、，這樣就可以得到被測信號的數(shù)字顯示的頻率。</p><p><b>　　圖2 總體設(shè)計(jì)電路</b></p><p><b>　　2.模塊設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?）時基電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　?、?55定時器組成的振蕩器</p>&

7、lt;p>　　要求其產(chǎn)生1000Hz的脈沖。</p><p>　　圖3 555定時器組成的震蕩電路電路圖</p><p><b>　?、诜诸l電路</b></p><p>　　主要用74LS161組成十進(jìn)制分頻器，經(jīng)過四級分頻分別得到頻率為10Hz,1Hz,0.1Hz的時鐘信號。</p><p><b>　

8、　圖4 分頻器電路圖</b></p><p><b>　?。?）邏輯控制電路</b></p><p>　　根據(jù)原理框圖所示波形，在時基信號結(jié)束時產(chǎn)生的負(fù)跳變用來產(chǎn)生鎖存信號，鎖存信號的負(fù)跳變又用來產(chǎn)生清零信號，當(dāng)手動開關(guān)按下時，計(jì)數(shù)器清零。</p><p>　　圖5 邏輯控制電路電路圖</p><p>　　計(jì)

9、數(shù)、譯碼、顯示電路原理電路</p><p>　　顯示譯碼器的作用是把用BCD碼表示的十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動數(shù)碼管正常顯示的段信號，以獲得數(shù)字顯示。 顯示譯碼器的輸出方式必須與數(shù)碼管相匹配。</p><p>　　圖6 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路</p><p>　　3.仿真及仿真結(jié)果分析</p><p><b>　?。?）振蕩電路</b

10、></p><p>　　555定時器組成的振蕩器(即脈沖產(chǎn)生電路),要求其產(chǎn)生1000Hz的脈沖.振蕩器的頻率計(jì)算公式為:</p><p>　　因此,我們可以計(jì)算出各個參數(shù)通過計(jì)算確定了R1取430歐姆,R2取500歐姆,電容取1uF，這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖。</p><p>　　用軟件繪圖仿真，如圖所示：</p><p><

11、;b>　　圖7 振蕩電路仿真</b></p><p>　　圖8 振蕩電路仿真結(jié)果</p><p><b>　　分頻電路</b></p><p><b>　　圖9 分頻電路仿真</b></p><p>　　其前兩級分頻波形如下：</p><p>　　圖10 分

12、頻電路仿真結(jié)果</p><p>　　計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路</p><p>　　圖11 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路</p><p><b>　　四、結(jié)論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要是對模擬電路和數(shù)字電路所學(xué)到的知識的應(yīng)用，進(jìn)行數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)，數(shù)字頻率計(jì)是由時基電路，分頻電路，邏輯控制電路，及計(jì)數(shù)譯碼顯示電路構(gòu)成。

13、數(shù)字頻率計(jì)的主要功能是測量給定方波信號頻率。通過信號的輸入，仿真，實(shí)驗(yàn)成功。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[2] 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，1997.</p><p