数字电路课程设计--自动换挡型1Hz-9.99KHz频率计.pdfVIP

数字电路课程设计--自动换挡型1Hz-9.99KHz频率计.pdf

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数字电子技术课程设计

(频率计设计)

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班级:

成绩:

指导老师:

设计时间:

一.设计题目

自动换挡型1Hz-9.99KHz频率计

二.设计要求

1设计一个能测量1Hz—9.99KHz、TTL电平的频率计,具有自动换挡功能。

要求用三位数字显示,1—999Hz显示单位为Hz、1KHz—9.99KHz显示单位为0.01KHz。

画出完整的电路图,说明电路的工作原理。

2根据所给参考电路分析其工作原理并解答思考题。

3根据上述原理电路图,在印刷电路图中标出元器件的位置及代号,并完成跳线,使连

接完整。

4组装、调试频率计;写出实验、调试报告。

选作内容:

1频率计输入接口,可以测量5mV—10V的正弦波、三角波方波信号。

2让频率计具有以下精度:

1—99Hz精度为0.2Hz

100—999Hz精度为0.5Hz

1KHz—9.99KHZ精度为1Hz

三.题目分析:

所谓频率,就是周期性信号在单位时间(1s)里变化的次数。根据频率计的测频原理,可以

选择合适的基准信号即闸门时间,对输入被测信号脉冲进行计数,实现测频的目的。并且当

频率超过一定值后,电路能够自动换挡。

四.整体构思:

本数字频率计的设计思路是:

1数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。频率是单位时间(1S)内信号发生

周期变化的次数。如果我们能在给定的1S时间内对信号波形计数,并将计数结果显示出来,

就能读取被测信号的频率。

2数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间,同时将被测信号转换成幅度与波形

均能被数字电路识别的脉冲信号,然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数,将其

换算后显示出来。这就是数字频率计的基本原理。值了。此时的时基信号为输入信号。

3自动换挡,由于此频率计只有三个数码管显示,故数字频率即必须采用自动换挡的方

式工作,当所测频率超过999Hz时自动换挡,借助分频器分频后通过数码管显示。

五.具体实现:画出总体方框图和原理图并给出说明。原理图必须电脑画。(也

可以把原理图放在附录中)

(1)频率测量范围:1~9.99kHz。

当读数大于999Hz时,频率计处于超量程状态,下一次测量时,量程自动增大一

挡。

当读数小雨999Hz时,频率计处于欠量程状态,下一次测量时,量程自动减少一

挡。

(2)3位数字频率计是用3个十进制数字显示的数字式频率计,量程自动换挡。

(3)输入信号波形:输入波形为方波,由自身所带555电路产生。

(4)基准周期信号发生器:产生1s的基准方波信号发生器由555电路构成。

(5)分频器:有计数器芯片74LS90构成。通过溢出装置控制分频器芯片的工作状

态。

(6)计数器:使用三个计数器芯片74LS90构成1000进制的计数器,而三个计数器

芯片分别对应于数码管的第一二三位。

(7)译码器:使用4511译码器芯片控制数码管的显示。

(8)溢出判断:通过计数器芯片的最高位状态判断来确定计数器是否溢出,通过一

系列的JK触发器芯片74LS112和与非门74LS00进行溢出判断,再将溢出的结果反馈给

分频器,控制分频器分频。

(9)电路显示:采用三个共阴数码管显示。

方案一、

电路框图如下

被测信号分频器计数、译码、驱动、

显示

门控电路

分频、显示控制高位计数溢出

电路

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