电子线路课程设计报告数字频率计.doc

课程设计 课 题：数字频率计 指导老师： 设计组员： 时 间： 【课题名称】: 数字频率计 【课题名称任务及要求】： 数字频率计用于测量正弦信号，矩形信号等波形的频率，其概念是单位时间里的脉冲个数，如果用一个定时时间T控制一个闸门电路，时间T内闸门打开，让被测信号通过而进入计数译码，可得到被测信号的频率fx=N/T,若T=1秒，则fx=N. 设计要求： 基本部分 被测信号的频率范围为1HZ-100KHZ，分成两个频段，即1HZ-999HZ,1-100KHZ. 具有自检功能，即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度。 用3为数码管显示测量数据，测量误差小于10%。 发挥部分 用发光二极管表示单位，当绿灯亮时表示HZ，红灯亮时表示KHZ。 具有超量程报警功能，在超出当前量程挡的测量范围时，发出红光和音响信号。 测量误差小于5%。 其它. 【指导老师】：张龙滨老师 【课题组成员】：陈仪发、刘甲海、袁其银（按姓氏笔画排序） 【成员分工】： 【课题计划】： 时 间 任 务 12月17日 研究讨论课题要求 12月18日-20日 查阅相关资料文献 21日 研究讨论并初步设计方案 22日-24日 初步画出电路图 25日-26日 完成设计初稿 27日 研究讨论总结并最后定稿 28日 提交课程设计 【内容摘要】：本数字频率计主要应用2个EN555分别构成时钟电路，整形电路，7809稳压电源电路CD4017分频3片CD40110计数锁存译码，3个7断数码显示器。 【作品设计】： 将电路分成十大模块，即整形电路，电源电路，时钟电路，10进制分频电路，闸门电路，控制电路，计数/锁存/译码电路，显示电路。电路方框图如下： 一、单元电路的设计: 电源电路 采用变压器降压、二极管整流电路滤波7809稳压输出采用黄色发光二极管指示电源工作状态如图1所示。 220V示电经220V/12V变压器T1降压、二极管桥式整流电路C7滤波后送人7809第一脚、C7选用1000uF的电解电容；C8选用0.01uF的瓷片电容滤除高频纹波第三脚输出稳压的直流电压第二脚接地C9是为了进一步改变输出电压的纹波通过黄色发光管D6指示电源的 工作状态R32为D6的限流电阻取值为510欧流过D6的电流约为10mA发光二极管的正常 工作电流为10mA. 图 1 (2)超量程光声报警电路 电路如图2所示，其中R1=R2=10千欧 R3=510欧，D1为绿色发光二极管扬声器（1/4W，8欧） 通过100uF的电解电容接在555IC的3脚与地之间。C2=0.1uF而R1没有接电源VCC，而且接CD40110的Co端和通过逻辑门. (3)时钟电路 电路如图3所示，由555构成的多谐振电路，其中D5为发光二极管R31为510欧，R32为50欧，C6为0.1uF，D2为红色发光二极管用于指示KHZ , D3为绿色发光二极管用于指示HZ,电阻R29由设计要求，求得R29=0.001/0.001*07 -50=92.86欧选用的R29=100欧。误差为（100-92.86）/100=7.1%符合设计要求误差小于10%求得R30为143千欧这里取R3为150千欧误差为7%符合设计要求 当S1拨至左边时为HZ档拨至右边KHZ档 图 3 (4) 整形电路 电路如图4所示是由EN555构成的典型施密特触发器，其中C4为0.1uF的瓷片电容，当S2拨至上时测矩形波的频率当S2拨至下方时测正弦波三角波等其它非矩形波。 图4 分频、计数、锁存、译码、显示电路 电路见原理图部分，时钟电路产生的振荡信号作为控制信号加到CD4017的CP输入端，产生时序控制信号。从而实现1S/0.001S的脉冲计数（即频率检测）数值保持及自动清零当第一个脉冲信号到来时，使得CD4017的Q1输出端由低电压变为高电压在CD4017的输入端输入的第二个脉冲信号到来之前，Q1将保持高电平状态。在Q1输高电平时，由A14,A8组成的与门控制电路打开从A14的另一端输入的被测脉冲信号就可以通过A14,A8进入到C040110的CPU输入端进行脉冲计数当第二个时钟脉冲信号到来时。CD4017的Q1输出端由高电平变为低电平Q2输出端由低电平变为高电平，Q1输出低电平使A14,A8组成的与门控制电路关闭，此时由A14的另一脚输入的被测信号就不能通过A14,A8进入计数器CPU输入端因此当第二个脉冲出现时，数显计数器停止计数，在第三个脉冲到来时，同第一个脉冲一样第四个脉冲到来时，Q3端变为低电平Q4端输出高电平但是由于Q4端与CD401