简易测频计设计.doc

《 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 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 课程设计任务书 课题名称 简易频率计 完成时间 指导教师 学生姓名 班 级 设计要求 闸门时间1s、10s可选。 多数保持时间10s。 四位数字显示，范围1Hz----9999Hz。 能够自动进行下一次测量（即连续测量）。 供参考选择的元器件 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、测量结果都有十分密切的关系，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，同时也是其他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，正弦波或其他周期信号）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，使用方便等优点。 关键字：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 1． 2． 三、单元电路设计与分析 1． 2． 四、总原理图及元器件清单 五、结论 六、 七、参考文献 一、概述 通过放大整形电路使被测信号放大产生一个脉冲信号，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，然后经过一个反相器，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，经过译码后显示在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，在下一个信号到来时，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。利用施密特触发器将输入信号整形为方波，并利用计数器测量1s内脉冲的个数，利用锁存器锁存，稳定显示在数码管上。 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。若在一定时间间隔T内测得这个周期信号的重复变化次数N，则其频率就可以表示： 图2-1即为数字频率计的原理框图。被测信号经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标准的时间脉冲信号。计数译码显示电路由计数器、锁存器、译码器和LED显示器构成。它对被测信号进行计数显示。闸门电路由标准信号进行控制，当秒信号来到时，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。 图2-1 数字频率计原理框图 2．整体电路设计 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组成。图2-2 数字频率计的组成框图。 图2-2 数字频率计整体框图 被测信号经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一样的。实际电路输出标准时间信号即为闸门信号。闸门时间设置为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，每次计数完成之后要对数据进行锁存。如图2-3为工作时序