数字频率计的设计报告-安徽师范大学皖江学院实验中心.DOC

数字电子技术课程设计报告 题 目： 数字频率计的设计 专 业： 08 电 子 系 班 级： 08 电 子 （2） 班 组 别： 第 二 组 姓 名： 赵卫、林志升、田沛 年贺贺、卓文渊 指导教师： 秦 忠 基 设计日期： 2010年06月21日  目 录 一、摘要…………………………………………………………………2 二、设计要求与分析思路………………………………………………2 三、元器件简介…………………………………………………………3 四、电路模块实现………………………………………………………4 五、设计中的问题及改进………………………………………………6 六、最后设计电路图……………………………………………………7 七、总 结…………………………………………………………………7 八、参考文献……………………………………………………………8 附录………………………………………………………………………9 数 字 频 率 计设计报告 一、摘要： 在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分紧密的联系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高，使用方便，测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是测量频率的重要手段之一。电子计数器测量频率有两种方式：一是直接测频法；二是间接测频法。我们基于通用集成电路设计了一个简单的数字频率计的设计过程。 关键字：时基电路，放大整形电路，LED数码管。 二、设计要求与分析思路： 1、设计要求： 1）. 完成正弦波、矩形波等信号频率的测量。测频范围为1—999999Hz，分两个频段： 1～999Hz,1KHz～999KHz。 2）. 用石英晶体设计一个高精度的时基电路。 3）. 用LED八段数码管，显示十进制的测量结果。 2、分析思路： 1）. 频率即单位时间内信号重复的次数。频率计的工作原理是用计数器测量在单位时间内的输入信号的周期数。由信号放大整形电路、时基产生电路、门控电路、计数器、显示及状态控制电路等几部分组成。 2）. 每次测量过程，包含三个步骤。先要将计数器清零，然后计数器计数并显示频率值，最后保持最终测量结果一段时间。状态控制器要控制电路在上述三个状态内循环。 3）. 门控电路控制计数器计数的时间，即只允许一定时间内的待测信号通过门控电路使计数器计数。时间宽度（时间窗）不同，则测量的范围不同。如：一秒内计到的周期数就是频率数，而1mS内计到的数则要扩大1000倍才能得到频率值。因此，改变量程，也就是改变时间窗。同时，显示的小数点也须自动移位。 4)．最简单的门控电路就是使用一个与门。只有当经过量程选择的时基信号为1时，待测信号方能通过门控电路使计数器计数。 图一 频率计框图 三、元器件简介： 1.555脉冲发生器555集成定时器是一种模拟和数字电路相混合的集成电路。它结构简单，使用灵活，用途广泛，可以组成多种波形发生器﹑多谐振荡器﹑定时延时电路﹑单稳触发电路﹑双稳态触发器﹑报警电路﹑检测电路﹑频率变换电路等。①：下面是555的内部结构和引脚图：②：555各引脚的具体功能如下： 1地GND? 2触发? 3输出? 4复位? 5控制电压? 6门限(阈值)? 7放电? 8电源电压VCC ③：下表为555的功表：输入 输出 阈值输入 6 触发输入 2 复位 4 输出 3 放电管T 7 X X 0 0 导通 2/3VCC 1/3VCC 1 1 截止 2/3VCC 1/3VCC 1 0 ? 导通 2/3VCC 1/3VCC 1 不变 不变 输 入 输 出 TT TP CP D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 × × × × × × × × 0 0 0 0 异步清零 1 0 × × ↑ d3 d2 d1 d0 d3 d2 d1 d0 同步置数 1 1 1 1 0 × × 0 × × × × × × × × × × 保持 保持 保持 1 1 1 1 ↑ × × × × 十进制计数 计数 表（二） 同步十进制计数器74LS160 作用：实现计时的功能，为脉冲分配器做好准备。74LS160结构和功能 160为十进制计数器，直接清零。 2N2369A、三个74LS00D与非门电路等组成，其中2N2369A组成放大器，将输入频率为fx的周期信号如正弦波、三角波等进行放大，与非门74LS00D构成施密特触发器，它对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。 2、时基电路