简易频率计设计(数电课设).docVIP

简易频率计设计 1、设计目的 综合运用数字电子技术相关知识设计具有指定用途的数字电路，学会由分立器件与集成电路组成电子电路的方法。 2、设计任务 设计一简易频率计，要求如下： （1）频率测量范围：0—99Hz （2）输入电压幅度：300mv～5v （3）输入信号波形：方波、正弦波、三角波等周期信号 （4）显示位数：2位 3、设计要求 （1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图； （2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）； （3）对设计的电路进行仿真，验证各性能指标； （4）按照规范要求，按时提交课程设计报告，并完成答辩。 4、参考资料 （l） 李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，2005 （2） 高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004 （3） 谢云等编著. 现代电子技术实践课程指导. 北京：机械工业出版社，2003 目录 TOC \o 1-3 \u 一、设计方案的选择（原理） PAGEREF _Toc376182967 \h 3 二、电路设计计算与分析 PAGEREF _Toc376182968 \h 4 1.单元模块的设计 PAGEREF _Toc376182969 \h 4 （1）整形电路 PAGEREF _Toc376182970 \h 4 （2）时基电路 6 （3）计数电路 8 （4）锁存电路 9 （5）译码显示电路 9 2.电路中集成器件 10 （1）555定时器 11 （2）74HC160 12 （3）74HC373 13 （4）74LS48 13 3.电路参数分析 15 三、总结及心得 16 四、附录： 17 五、参考文献 19 一、设计方案的选择（原理） 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、三角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，目的是为了当计数器在多谐震荡器输出一秒的高电平的情况下使计数器正确计数一秒内待测信号的高电平出现数目。计数器的输出连接一个锁存器，能将所需数字即待测信号的频率正确锁定，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。方案的原理如图1.1所示： 时基电路 时基电路 锁存电路计数电路与门 锁存电路 计数电路 与门 待测信号 待测信号 显示器译码电路 显示器 译码电路 图 1.1 设计方案的方框图 二、电路设计计算与分析 1.单元模块的设计 （1）整形电路 此电路是主要是为了便于计数电路的计数，将方波、正弦波、三角波等周期信号都转化为相同频率的方波。通过555定时器构成的施密特触发器完成对被测信号波形进行处理的功能。设计整形电路如图2.11（1）所示： 图2.11 555定时器构成的施密特触发器 在施密特触发器对待测信号进行处理同时，当输入的信号到达触发器中时，输出的初始状态为低电平，当输入的信号接近时，输出状态由低电平翻转为高电平，当输入信号继续增加到时，输出状态在再由高电平翻转为低电平，经过多次循环，形成了相同周期的方波信号。因此，对该方波信号的频率进行测量就是对待测信号频率的测量。 将待测的信号输入到计数电路之前，需要对时基电路和待测信号相与之后的信号进行处理。当时基电路为低电平时，计数器电路不计数，当时基电路为高电平时，计数器电路计数，则需要在计数器的时钟输入之前将时基信号和待测信号相与，则就满足相应的