数字式频率计与制作

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1、学号：0120711360809课程设计题目数字式频率计与制作学院自动化学院专业自动化班级0708班姓名蒋宏指导教师罗惠谦2009年7月2日武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：蒋宏专业班级：自动化0708班指导教师：罗惠谦工作单位：武汉理工大学题目:数字式频率计与制作初始条件：1.具备电子电路的基础知识及查阅资料和手册的能力；2．熟悉常用电子器件和常规实验仪器及电子设计常用软件；3.已掌握电子电路实验的基本方法。要求完成的主要任务:1.被测信号为矩形脉冲信号，0～4V2.显示的频率范围为0

2、0～99Hz3.测量精度为±1Hz4.用LED数码管显示频率数值5.提出至少两种设计方案，并优选方案进行具体设计6.撰写符合学校要求的课程设计说明书时间安排：1.6月22日动员大会，下达课程设计任务书2.6月22日—25日查阅资料，选择设计方案，进行设计计算，完成预设计并进行计算机仿真3.6月26日预设计方案经教师审查后发放元器件4.6月26日—7月1日对所设计的电路进行制作和调试并完成课程设计说明书5.7月2日—3日课程设计答辩指导教师签名：2009年7月2日系主任（或责任教师）签名：2009年7月2日14武汉理工大

3、学《电工电子技术》课程设计说明书摘要频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此，频率计拥有非常广泛的应用范围。在传统的生产制造企业中，在计量实验室中，在无线通讯测试中都需要用到频率计。本频率计是由ne555产生时基信号，控制闸门与非门的导通，计数器74ls90计数，单稳态触发器74ls122触发锁存数据，七段共阴数码管显示频率。该设计方案简单、实用、经济，能够测量0~99Hz幅度为0~4V的方波信号的频率，且精度为1Hz。关键字：频率计时基信号计数器单稳态触发器14武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书目录

4、1设计内容及要求12方案选择12.1待选方案12.1.1方案一12.1.2方案二32.2方案比较42.3最终方案43模块电路的选择43.1时基电路43.2数据锁存和清零电路53.3放大整形电路53.4计数器53.5译码器64电路参数计算及原理图64.1时基电路64.2数据锁存和清零电路74.3放大整形电路84.4计数器的原理图84.5锁存器部分原理图94.6BCD码8421共阴七段数码管译码驱动器的电路图95问题及解决办法105.1使用的主要仪器和仪表105.2调试电路的方法和技巧105.2.1校准时基电路105.2.

5、2校准整形电路105.2.3测试频率计105.3电路性能指标测试结果1114武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书5.4调试中出现的故障、原因及排除方法116收获、体会和改进设计的建议和展望11参考文献12附录一：电路总图13附录二：元器件名细表1414武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书数字式频率计与制作1设计内容及要求设计并制作一个数子频率计要求：被测信号为矩形脉冲信号，0～4V显示的频率范围为00～99Hz测量精度为±1Hz用LED数码管显示频率数值提出至少两种设计方案，并优选方案进行具体设计撰写符合学

6、校要求的课程设计说明书2方案选择2.1待选方案2.1.1方案一方案一的系统框图见图2-1。待测频率方波时基信号清零信号锁存信号放大电路控制电路闸门电路计数器锁存器译码显示图2-1方案一的系统框图14武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书方案一的电路图见图2-2。图2-2方案一的电路图方案一的工作原理：首先将信号放大到5V，在将信号连接道闸门，闸门的控制信号是由ne555定时器构成多谐振荡电路产生的矩形波，其正脉冲时间为一秒钟，也就是闸门导通时间为一秒钟，在由于待测频率方波连到计数器的时钟脉冲脚，所以这一秒的时间内计

7、数器对该波形脉冲计数，时间到闸门断开停止计数；同时ne555产生波形将产生一个下降沿，该下降沿驱动第一个单稳态触发器，使其产生一个正脉冲，该正脉冲促使D触发器锁存计数器中的数据；D触发器的数据通过BCD8421译码器译码驱动数码管显示，该显示数据即是所测频率；当第一个单稳态触发器重新回到稳态也就是有高电平跳变为低电平，该下降沿触发第二个单稳态产生一个低脉冲，该脉冲通过一与非门使计数器清零；如此循环，数码管就一直显示待测方波的频率。14武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书2.1.2方案二方案二的系统框图见图2-3。

8、待测频率方波放大电路闸门电路单片机译码显示图2-3方案二的系统框图方案二电路图见图2-4。图2-4方案二的电路图14武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书方案二的工作原理：该方案通过单片机为频率计的核心，由单片机的定时计数器产生1s钟的通过闸门信号，且同时单片机计中的定时计数器记下该段时间的脉冲，在通过单片机计算将数据送到