课程设计模板曹卫锋.doc

郑州轻工业学院
电子技术课程设计
题目: 简易数字频率计
姓名: 王俊杰
专业班级: 电气卓越12-01
学号: 541101020128
院(系): 电气信息工程学院
指导教师: 曹卫锋
完成时间: 2014年2月 21日
郑州轻工业学院
课程设计任务书
题目简易数字频率计
专业电气卓越12-1 学号姓名
主要内容、基本要求、主要参考资料等:
主要内容
。
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技术要求
要求测量频率范围1Hz-100KHz,量程分为4档,即×1、×10、×100、×1000。
要求被测量信号可以是正弦波、三角波和方波。
要求测试结果用数码管表示出来,显示方式为4位十进制。
主要参考资料
,电子系统设计,浙江大学出版社,2001年6月
,电子电路设计与实践,山东***,2001年10月
,电路与数字逻辑设计实践,东南大学出版社,1999年10月
,电子线路设计指导,北京航空航天大学出版社,2005年6月
,电子技术基础,高教出版社,2003
完成期限: 2014年2月21日
指导教师签章:
专业负责人签章:
2014 年 2月 16 日
简易数字频率计
摘要
数字电路中,数字频率计属于时序电路,它主要由具有记忆功能的触发器构成。在计算机及各种数字仪表中,都得到了广泛的应用。数字频率计的设计包括时基电路、整形电路、控制电路和计数显示电路四部分组成。信号输入整形电路中,经过整形,输出一方波,时基电路产生一标准时间信号控制阀门,调节时基电路中的电阻可产生需要的标准时间信号,在其控制下,方波通过阀门,计时器对其计数。当计数完毕,时基电路输出一个上升沿,使锁存器打开,计数器计数结果输入译码器,从而让显示器显示,达到测量频率的目的。该设计能够测量正弦波、三角波和方波的频率,并在LED上显示出来,显示方式为4位十进制。
关键词:频率计时基电路分频计数显示
目录
1 设计方案选择 1
可编程逻辑器件 1
单片机内部计数器 1
数字芯片 1
2 数字频率计的基本原理 1
计数法 1
整体方框图及原理 2
3 单元电路设计 3
3
时基电路 4
计数器 6
锁存器 7
译码显示器 8
4 芯片功能介绍 8
74LS20的引脚及功能图 9
74LS90的引脚及功能表 9
74LS273的引脚及功能表 10
555的引脚及功能表 11
74LS48的引脚及功能表 11
5 结论 13
6 个人总结 13
参考文献 15
附录1 简易数字频率计原理图 16
附录2 元器件参数列表 17

1 设计方案选择
可编程逻辑器件
用可编程逻辑器件(FPGA)实现:用VHDL语言描述各个模块,通过综合器综合后配置到FPGA中。此方案性能很高,可以测量的频率也很高,升级容易但成本比较高,设计者可以对电路的内部结构大体了解,只要会用VHDL语言描述电路就可以设计出来,因此也失去了本次课程设计的意义。
单片机内部计数器
利用单片机内部计数器对被测信号计数,经过运算后送到数码管进行动态显示测量结果。此方案精度高,应用器件少,性能稳定,成本很小。虽然此方案可满足频率测量范围,但不能提高系统测量频率。此外本次是课程设计,应用单片机没有意义。
数字芯片
利用施密特触发器将输入信号整形为方波,并利用计数器测量1S内脉冲的个数,利用锁存器锁存,稳定显示在数码管上。因此本次设计采用此方案。
2 数字频率计的基本原理
计数法
信号的频率就是信号在单位时间内所产生的脉冲个数,其表达式为f=N/T,其中f为被测信号的频率,N为技术其所累计的脉冲个数,T为产生N个脉冲所需的时间。技术其所记录的结果,就是被测信号的频率。如在1s内记录1000个脉冲,则被测信号的频率为1000HZ。
计数法又称测频法,是将被测信号通过一个定时闸门加到计数器进行计数的方法,如果闸门打开的时间为T,计数器得到的计数值为N,则被测频率为f=N/T。改变时间T,则可改变测量频率范围。如图2-1所示。
计数值N1
T
被测信号
标准闸门
图2-1测频法测量原理
整体方框图及原理
整
形
闸门
计数
锁存
译码显示
时基电路
信号输入
图2-2简易计数器整体方框图
如图2-2所示此频率计的主体电路由时基电路、