简易测频计设计

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1、 数字电子技术 课程设计报告报 告 题 目 ： 简易频率计设计 作者所在专业： 电子信息工程 作者所在班级 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指引教师姓名： 完 成 时 间 ： 课程设计任务书课题名称简易频率计完毕时间指引教师学生姓名班 级设计规定1、 闸门时间1s、10s可选。2、 多数保持时间10s。3、 四位数字显示，范畴1Hz-9999Hz。4、 可以自动进行下一次测量（即持续测量）。 供参照选择的元器件1、 74LS161 2、555 3、CD4511（译码器）4、74LS123或74LS121（但稳态触发器） 5、74LS132（施密特触发器）6、74LS00 7、共阴极数码

2、管 8、电阻、电容等内 容 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、测量成果均有十分密切的关系，因此频率的测量显得更为重要。测量频率的措施有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、使用以便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等长处，是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。本次设计的数字频率计以555为核心，采用直接测频法测频。数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同步也是其她许多领域广泛应用的测量仪器。数字频率计是在规定的基准时间内把测量的脉冲数记录

3、下来，换算成频率并以数字形式显示出来。数字频率计用于测量信号（方波，正弦波或其她周期信号）的频率，并用十进制数字显示，它具有精度高，测量速度快，读数直观，使用以便等长处。核心字：数字频率计 频率 时限 放大整形目 录一、 概 述 5二、方案设计与论证51设计原理 52整体电路设计 6三、单元电路设计与分析61放大整形电路设计 62时基电路及控制电路设计 7四、总原理图及元器件清单8五、结论9六、道谢10七、参照文献10 一、概述 通过放大整形电路使被测信号放大产生一种脉冲信号，并和时基电路一块控制计数器的开或关，时基电路产生的脉冲信号加到控制电路，控制电路再生锁存信号，加到锁存电路上，然后通过

4、一种反相器，产生清零信号，加到计数器的清零端。当计数完毕时，锁存器作用，将数锁住，并加到译码器上，通过译码后显示在LED数码管上，一共有四个数码管，使量程达到了9999。开始时，先清零，然后时基电路和放大整形电路一块作用开始计数，当时基电路产生低电位时，计数器停止工作，锁存器开始工作，将数送到译码电路，通过译码，将数显示在数码管上。然后，在下一种信号到来时，先清零然后继续上述操作。二、方案设计与论证频率计 是直接用十进制来显示被测信号频率的一种测量装置。它可以测量正弦波、方波和三角波的频率。运用施密特触发器将输入信号整形为方波，并运用计数器测量1s内脉冲的个数，运用锁存器锁存，稳定显示在数码管

5、上。1设计原理频率，即是周期信号在单位时间（1S）内变化的次数。若在一定期间间隔T内测得这个周期信号的反复变化次数N，则其频率就可以表达：图2-1即为数字频率计的原理框图。被测信号通过放大整形将其转换成同频率的脉动信号。时基信号发生器提供原则的时间脉冲信号。计数译码显示电路由计数器、锁存器、译码器和LED显示屏构成。它对被测信号进行计数显示。闸门电路由原则信号进行控制，当秒信号来届时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。秒信号结束时，闸门关闭，计数器停止计数。闸门电路计数译码显示放大整形时基信号发生器 图2-1 数字频率计原理框图2整体电路设计计数器锁存器闸门电路放大整形时基电

6、路译码器显示屏逻辑控制电路数字频率计由时基电路、控制电路、闸门电路、计数锁存电路、脉冲形成电路和译码显示电路构成。图2-2 数字频率计的构成框图。图2-2 数字频率计整体框图被测信号通过放大整形电路变成方波信号，其周期与被测信号的周期是同样的。实际电路输出原则时间信号即为闸门信号。闸门时间设立为1S，计数器记得的脉冲即为被测信号的频率。但在每次计数之前需对计数器清零，每次计数完毕之后要对数据进行锁存。如图2-3为工作时序波形图。图2-3 工作时序波形图三、单元电路设计与分析1放大整形电路设计由三极管及电阻构成的幅度扩展电路和555构成的施密特触发电路构成整形电路，如图3-1所示。三极管U14及

7、电阻R1、R2、R3构成信号幅度扩展电路，当输入信号较小时，对信号进行幅度扩展。用555构成的施密特触发器作用是将输入的周期信号，如正弦波、三角波或其她成周期性变化的波形变换成脉冲波形，其周期不变。图3-1 放大整形电路2时基电路及控制电路设计时基电路的作用是控制计数器的输入脉冲。当原则时间信号（1s正脉冲）到来时，闸门关闭，计数器无脉冲输入。时基电路可以由555定期器构成的多谐振荡器实现，如图3-2左侧部分所示。控制电路可以由555构成的单稳态电路来构成，如图4-2右侧部分所示。逻辑控制电路运用原则时间信号结束后产生的负跳来产生锁存信号，同步锁存信号经反相又产生清零信号，锁存信号的脉冲宽度由

8、单稳态电路自身的时间常数决定。图3-2 时基电路及控制电路四、总原理图及元器件清单1总原理图图4-1 总原理图2元器件清单元件序号型号重要参数数量备注L1L2L3L47SEG-DIGTIAL4显示管U1U2U3U474LS484译码器U5U674LS2732锁存器U7U8U9U1074LS1614计数器U11U12U135553定期器U14OPAMP1运放U1574LS081与门U1674LS041非门R1R2R3R4R5R6R7R8RES10k10k1k10k10k107k36k1M8电阻C1C2C3C4C5C6CAP1uF10nF10uF0.01uF0.01uF0.01uF6电容五、结论在

9、本次课程设计中，完毕了设计任务书中的基本规定。但是在电路设计中还存在着许多局限性之处。本次课设，我们使用PROTEL仿真软件进行电路设计简易数字频率计仿真设计。简易数字频率计是使用十进制数字显示信号频率的测量装置。它可以对方波以及正旋波进行测量。通过这次课程设计，是我加深了对模拟电子技术及数字电子技术的理解。在最初设计时，对数字频率计的整体设计概念结识局限性，以及对仿真软件的使用措施不太理解，使在设计初期进展不大，随后在多种资料的协助下使设计得以进行。但因照抄课本，在进行放大整形电路设计时，不能得到想要的成果，后在同窗们都的协助下，终于做出新的电路。另一方面，在使用555集成电路时，也遇到了众

10、多问题，在小组同伴及同窗的协助下都一一解决，最后完毕了任务。六、道谢 通过这次课程设计，及一周的不懈努力，使我明白了许多事。一方面，对于一种任务，小组活动及协同合伙是必需的。另一方面，要完美的完毕一项任务，要对这项任务要有详尽的结识及充足的准备。尚有，就是不能简朴的照搬课本上的东西，要有自己的想法。 在这里，我要郑重感谢那些曾在课设及其她方面协助过我的同窗们，以及我们的 教师。有了她们才使我可以顺利地的完毕课程设计任务，谢谢！七、参照文献1 阎石 数字电子技术（第五版） 高教出版社. .52 康华光 电子技术基本 模拟部分（第五版） 高教出版社，.73 崔瑞雪 张增良 电子技术动手实践 北京航空航天大学出版社.6