数电课程设计低频频率计..doc

武夷学院 课程设计(论文) 低频数字 武夷学院教务处制 摘 要 《数字电子技术基础》课程设计是实践环节课程。其目的是训练我们运用学过的数字电路的基本知识，独立设计比较复杂的数字电路的能力。 频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器，其基本功能是测量正弦信号，方波信号，尖脉冲信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。而且数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。 目 录 1 概述……………………………………………………………………………4 2 设计任务及要求………………………………………………………………4 2.1 测量信号范围…………………………………………………………………4 2.2 最大读数………………………………………………………………………4 2.3 电路具有启、停控制…………………………………………………………4 3 系统框图及简要说明…………………………………………………………5 4 单元电路设计…………………………………………………………………5 4.1 放大整形电路…………………………………………………………………5 4.2 闸门电路………………………………………………………………………6 时基电路………………………………………………………………………6 4.4 逻辑控制电路…………………………………………………………………7 4.5 计数，译码，锁存 ，显示电路 ……………………………………………7 5 安装与调试……………………………………………………………………8 5.1 放大整形电路调试……………………………………………………………8 5.2 时基电路调试…………………………………………………………………9 5.3 逻辑控制电路调试……………………………………………………………10 5.4 计数，译码，锁存 ，显示电路调试………………………………………10 5.5 整体测试………………………………………………………………………10 6 心得体会………………………………………………………………………11 7 结论 ……………………………………………………………………………11 附录A 整机逻辑电路图…………………………………………………………12 附录B 元件清单…………………………………………………………………14 附录C 参考文献…………………………………………………………………15 低频数字LED数码管构成数字显示器。数码管用来显示四位，均用十进制数表示，即数字显示器可显示出的最大数字和最小数字分别为9999和0。响应时间Tx不超过12s，即接上FX后，在12s之内，显示器显示数字N，频率计的测量范围为0hz~9999hz。 2 设计任务及要求 2.1 测量信号范围： 测量信号范围：方波、正弦波，幅度：0.5～5V，频率：1～9999Hz； 2.2最大读数： 9999Hz，用四个数码管显示。闸门信号的采样时间为1s； 2.3电路具有启、停控制： 用于启动和停止频率的连续显示，停止时对计数器清零。 3系统框图及简要说明 图1数字频率计的组成框图和波形图 图 1(a)是数字频率计的组成框图。被测信号 v x 经放大整形电路变成计数器所要求的脉 冲信号I，其频率与被测信号的频率 f x 相同。时基电路提供标准时间基准信号II，其高电平 持续时间t1=1 秒，当l秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数， 直到l秒信号结束时闸门关闭，停止计数。若在闸门时间 1s内计数器计得的脉冲个数为N， 则被测信号频率 f x =NHz。逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲IV，使显示器上 的数字稳定；二是产生清“0”脉冲V，使计数器每次测量从零开始计数。各信号之间的时 序关系如图 1(b)所示。 4 单元电路设计 4.1. 放大整形电路 放大整形电路由晶体管 9014与 555构成的施密特触发器组成。其中 3DGl00 组成放大器将输入频率 为 f x 的周期信号如正弦波、三角波等进行放大。555构成的施密特触发器对放大器的输出信号进行整形，整形后的方波送到闸门以便 计数。 4.2 闸门电路 闸门电路由与非门组成，该电路有两个输入端和一个输出端，输入端的一端接门控信号，另一端接整形后的方波信号。闸门是否开通受门控信号的控制，当门控信号为“1”时，闸门开启；而门控信号为“0”时，闸