课程设计(数字频率计).docVIP

目 录 1 前言 1 2 总体设计方案 2 2.1 方案设计 2 2.2 方案比较与选择 3 3 单元模块设计 4 3.1时基电路 4 3.2 待测电路 4 3.3 计数电路 6 3.4锁存电路 7 3.5译码、显示电路 7 3.6电路参数的计算 9 4元件中集成块的运用 10 4.1 555定时器 10 4.2 4LS160集成块 10 4.3 74HC373集成块 11 5 系统结构改进 14 6 系统调试 16 7.设计总结和体会 18 8 参考文献参考文献 19 附录一：电路原理图 20 附录二：使用的元器件 21  1 前言 随着电子技术的飞速发展，尤其是跨入2000年后，各种电子技术得到了迅猛发展。同时人们对一些技术的要求也有了更高的期望。人们对数字集成器件也有了更多的了解，对此的期望也越来越高，所以由数字集成器件构成的产品也将有很大的市场空间。 本题设计的数字频率计是一种用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。它能测量出正弦波、矩形波和尖脉冲等信号。它由产生待测信号电路，计数电路，译码显示电路三大部分构成，并且本设计依托简单的的元器件，使设计具有测量一般距离、硬件简单、使用方便、价格便宜的优点。 数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器…………(1.1) 在公式(1.1)中为被测信号频率，为计数所累计的脉冲个数，为产生个脉冲所需时间。计数器纪录的结果为被测信号的频率，显示器显示的数据为被测信号的频率值。  2 总体设计方案 2.1 方案设计 数字频率计包括四个部分：时基电路、加法计数器和译码显示电路。 方案一： 数字频率计系统正常工作时，提供输入信号，经过，产生同频率的矩形波，送入计数模块计数模块对输入的矩形波进行计数，将计数结果送入锁存器中，保证系统可以稳定显示数据，显示译码驱动电路将二进制表示的计数结果转换成相应的能够在七段数码显示管上可以显示的十进制结果。在数码显示管上可以看到计数结果 图 2.1 设计方案一方框图 方案二： 运用555定时器构成的多谐振荡器电路，使其产生时钟脉冲，即为有一定频率或周期的方波信号，再使用一个555定时器构成的施密特电路对待测波形进行调整，无论待测信号为方波、尖顶波还是正弦波都可以调成同一周期的方波信号，然后用一个与门将两个555产生的不同方波连接起来再与两个计数器连接。因为时基电路输出的信号为循环信号，为了得到不重复的单稳态信号，在计数器上接D触发器，能控制计数器的正向输出。计数器的输出连接一个锁存器，能将所需数字正确锁定，最后是译码器和七段显示器，显示出正确的频率。如果一次循环结束，将电源断开即计数结束。方案二的原理如图2.2所示： 图 2.2 设计方案二的方框图 2.2方案比较与选择 在第一个设计方案实际中还存在一些问题，主控门还不能完全起到控制整个电路的作用，并且在方案一中所用的集成芯片的结构和功能我们还不够了解，在设计中也存在相当大的难度，而且设计过于繁琐，不利于设计的成功。 在第二个方案中由于多谐振荡器产生的波形是循环的，这样当时基信号的1秒种高电平过后，马上就会出现低电平，锁存器锁存计数器输出信号，在第二个高电平到来的时候，计数电路又会再次开始工作，不能快速地，方便地测量出我们所需要的结果。所以，在方案二中把相应的问题给出了一定的解决，所以，我们选择方案二。 3． 单元模块设计 3.1时基电路 此电路是产生一秒的时钟脉冲宽度，为整个电路提供时间脉冲，同时并控制整个电路的时间信号。下图为时基电路图： 图3.1 时基电路 如图3.1中,555构成的多谐振荡器电路要产生一秒的时钟宽度，是通过电容充放电作用来实现的。因为的波