數(shù)字頻率計(jì)課程設(shè)計(jì)(同名10794)(存儲版)
【正文】 性，并且能極大的減少外部干擾，采用VDHL編程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字頻率計(jì)，除被測信號的整形部分、鍵輸入部分和數(shù)碼顯示部分以外，其余全部在一片F(xiàn)PGA芯片上實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)非常精簡，而且具有靈活的現(xiàn)場可更改性。有了單片機(jī)，雖然可以通過編寫一段適當(dāng)?shù)某绦蚓涂梢缘玫浇Y(jié)果，但到目前為止我們還沒有正式地接觸單片機(jī)的知識。用數(shù)學(xué)模型可表示為：f=,式中f為頻率。簡而言之，控制電路就是通過循環(huán)打開主控門計(jì)數(shù)，關(guān)上主控門顯示，然后清零，這個(gè)過程來完成頻率的計(jì)數(shù)。為保證測量精度，在整形電路的輸入端加一前置放大器。當(dāng)控制電路轉(zhuǎn)為其他狀態(tài)時(shí)，閘門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止工作，數(shù)碼管繼續(xù)顯示所測頻率值。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖沿到來時(shí)，所有應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)，同時(shí)也使用所有應(yīng)保持原狀的觸發(fā)器不該變狀態(tài)。則計(jì)數(shù)器記得的脈沖數(shù)=10000個(gè)。當(dāng)1s計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，通過邏輯電路產(chǎn)生信號送入鎖存器，將此時(shí)計(jì)數(shù)的值送入譯碼顯示器。由于放大電路的電源值為5V,所以輸入信號比較大時(shí)，會出現(xiàn)線性失真，放大后的信號不會太大，超過5V。4制作與調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法制作中放大整形電路不能將非方波的波形整形為方波原因：由于電路中的RV2沒有調(diào)到一個(gè)較為合理的值，導(dǎo)致該施密特觸發(fā)器的閾值電壓較高或較低，使得該電路整形時(shí)將其波形一直識別為低電平或高電平,所以其輸出波形為高電平或低電平而沒有電平的跳變，所以可以導(dǎo)致最后輸出沒有波形或波形的頻率改變。 也有可能是由于 74LS273的clock輸入接到了74LS123的4腳（即U7A的反向輸出端）導(dǎo)致clock輸入不能觸發(fā)74LS273的輸出，而該電路自啟動(dòng)時(shí)不為0000的狀態(tài)，所以當(dāng)74LS273的輸出大于9時(shí)，顯示管則顯示異常。排除方法：用示波器查看555定時(shí)器的輸出波形，若波形不穩(wěn)定，則可能為干擾較大所致，是該多諧振蕩器抗干擾能力增強(qiáng)。最后我覺得我自己除了在數(shù)電知識方面的收獲外，還學(xué)到了很多，比學(xué)習(xí)了仿真軟件，提高了軟件的自學(xué)能力。通過設(shè)計(jì)也達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的，了解掌握了數(shù)字電子技術(shù)的知識并應(yīng)用于實(shí)踐。原因：可能是由于計(jì)數(shù)器沒有正常工作，即有可能是由于U10D的與非門不能輸出方波，即可能由于，555定時(shí)器輸出方波不穩(wěn)定或不為方波導(dǎo)致。排除方法：首先檢查開關(guān)處的接線是否正確，若不正確則將其接線改正，若接線正確，則用示波器測74LS123的輸出，觀測其波形是否為方波，且t1=1s，t2=，若不符合則調(diào)節(jié)RV1使其達(dá)到附和的值制作完成后一接通電源電路顯示為亂碼，且有的顯示管不顯示，在經(jīng)過一段時(shí)間后，顯示管顯示為0000，但之后一直不改變。但整體為偏小。當(dāng)計(jì)數(shù)完成后，此時(shí)要使數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)完成后的數(shù)字。鎖存器可以采用一般的8位并行輸入寄存器。被測信號經(jīng)過放大整形電路變成方波，加到門控電路產(chǎn)生閘門信號，如，則閘門打開的時(shí)間也為10ms，在此期間內(nèi)，周期為的標(biāo)準(zhǔn)脈沖通過閘門進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器依次從個(gè)位開始計(jì)數(shù)，向上為發(fā)出進(jìn)位信號而是高位開始計(jì)數(shù)。本次設(shè)計(jì)采用74LS123N組成邏輯控制電路，先啟動(dòng)脈沖置成1，其余觸發(fā)器置成0，此時(shí)時(shí)基電路傳入脈沖，控制電路開始工作。對信號的放大功能由集成放大器來實(shí)現(xiàn)，對信號整形的功能由555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)。一般計(jì)數(shù)器則采用十位計(jì)數(shù)器，N進(jìn)制的計(jì)數(shù)器也就是N分頻器，其N進(jìn)位信號也可作為N分頻信號。綜合以上的三種頻率計(jì)的設(shè)計(jì)方案，通過考慮設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)復(fù)雜程度、調(diào)試難易程度及所用的元器件的價(jià)格等幾個(gè)方面，得出：應(yīng)選用方案三。 方案二 框架圖：利用定時(shí)電路與計(jì)數(shù)器制作頻率計(jì)如圖3所示為數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)原理總框圖，被測量信號經(jīng)過放大與整形電路傳入十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，變成矩形波信號，此時(shí)數(shù)字頻率計(jì)與被測信號的頻率相同，時(shí)基電路提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基準(zhǔn)信號，此時(shí)利用所獲得的基準(zhǔn)信號來觸發(fā)控制電路，進(jìn)而得到一定寬度的閘門信號，計(jì)數(shù)時(shí)1S內(nèi)，閘門開通，被測量的脈沖信號通過閘門，其計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，停止計(jì)數(shù),所得的數(shù)字N就是其頻率.邏輯控制電路數(shù)碼顯示器譯碼器鎖存器計(jì)數(shù)器閘門電路放大與整形
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