數(shù)字頻率計畢業(yè)論文設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-25 14:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ；當(dāng)CBA輸入010時74151輸出的方波的頻率是10Hz；當(dāng)CBA輸入011時74151輸出的方波的頻率是100Hz；這里我們以輸出100Hz的信號為例。分析其通過4017后出現(xiàn)的波形圖（4017的管腳圖、功能表和波形圖詳見附錄）。4017是5位計數(shù)器，具有10個譯碼輸出端，CP，CR，INH輸入端，時鐘輸入端的施密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對輸入時鐘脈沖上升和下降時間無限制，INH為低電平時，計數(shù)器清零。100Hz的方波作為4017的CP端，如圖33，信號通過4017后，從Q1輸出的信號高電平的脈寬剛好為100Hz信號的一個周期，相當(dāng)于將原信號二分頻。也就是Q1的輸出信號高電平持續(xù)的時間為10ms，那么這個信號可以用來導(dǎo)通閘門和關(guān)閉閘門。圖33 閘門電路圖34 通過分析我們知道控制電路這部分是本實驗的最為關(guān)鍵和難搞的模塊。其中控制模塊里面又有幾個小的模塊，通過控制選擇所要測量的東西。比如頻率，周期，脈寬。同時控制電路還要產(chǎn)生74160的清零信號，4511的鎖存信號。控制電路。計數(shù)電路和譯碼顯示電路詳細(xì)的電路如圖35所示。當(dāng)74153的CBA接000011的時候電路實現(xiàn)的是測量被測信號頻率的功能。當(dāng)74153的CBA接100的時候?qū)崿F(xiàn)的是測量被測信號周期的功能。當(dāng)74153的CBA接101的時候?qū)崿F(xiàn)的是測量被測信號脈寬的功能。圖36是測試被測信號頻率時的計數(shù)器CP信號波形、PT端輸入波形、CLR段清零信號波形、4511鎖存端波形圖。其中第一個波形是被測信號的波形圖、第二個是PT端輸入信號的波形圖、第三個是計數(shù)器的清零信號。第四個是鎖存信號。PT是高電平的時候計數(shù)器開始工作。CLR為低電平的時候，計數(shù)器清零。根據(jù)圖得知在計數(shù)之前對計數(shù)器進(jìn)行了清零。根據(jù)4511（4511的管腳圖和功能表詳見附錄）的功能表可以知道，當(dāng)鎖存信號為高電平的時候，4511不送數(shù)。如果不讓4511鎖存的話，那么計數(shù)器輸出的信號一直往數(shù)碼管里送。由于在計數(shù)，那么數(shù)碼管上面一直顯示數(shù)字，由于頻率大，那么會發(fā)現(xiàn)數(shù)字一直在閃動。那么通過鎖存信號可以實現(xiàn)計數(shù)的時候讓數(shù)碼管不顯示，計完數(shù)后，讓數(shù)碼管顯示計數(shù)器計到的數(shù)字的功能。根據(jù)圖可以看到，當(dāng)PT到達(dá)下降沿的時候，此時4511的LE端的輸入信號也剛好到達(dá)下降沿。圖36 計數(shù)器CP信號波形、PT端輸入波形、CLR段清零信號波形、4511鎖存端波形圖圖36。由于multsisim軟件篇幅的關(guān)系。時基電路產(chǎn)生的信號直接用信號發(fā)生器來代替。圖中電路1K的信號經(jīng)過分頻后選擇的是100Hz的信號為基準(zhǔn)信號。~。同時控制電路也實現(xiàn)了對被測信號的周期和脈寬的測量。當(dāng)CBA的取一定的值，電路實現(xiàn)一定的測量功能。 小數(shù)點顯示電路設(shè)計在測量頻率的時候，由于分3個檔位，那么在不同的檔的時候，小數(shù)點也要跟著顯示。比如CBA接011測量頻率的時候，~，那么在顯示的時候三個數(shù)碼管的第二個數(shù)碼管的小數(shù)點要顯示。CBA接010測量頻率的時候，~，那么顯示的時候，最高位的數(shù)碼管的小數(shù)點也要顯示。對比一下兩個輸入的高低電平可以發(fā)現(xiàn)CA位不一樣，顯示的小數(shù)點就不一樣。我們可以想到可以通過74153數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)小數(shù)點顯示的問題。具體的實現(xiàn)方法見圖37所示。圖38 整體電路圖元件數(shù)量元件數(shù)量555定時器一片7404一片一個4518兩片一個撥盤開關(guān)一個10K電位器一個4017一片74151一片74160三片74153三片4511三片74132一片數(shù)碼管三個LED燈一個保護(hù)電阻四個兩個5V直流電源一個導(dǎo)線若干第四章 測試與調(diào)整 時基電路的調(diào)測首先調(diào)測時基信號，通過555定時器、RC阻容件構(gòu)成多諧振蕩器的兩個暫態(tài)時間公式，選擇R1= ，R2=，C=。把555產(chǎn)生的信號接到示波器中，調(diào)節(jié)電位器使得輸出的信號的頻率為1KHz。同時輸出信號的頻率也要穩(wěn)定。測完后，下面測試分頻后的頻率，分別接一級分頻、二級分頻、三級分頻的輸出端，測試其信號。測出來的信號頻率和理論值很接近。由于是將示波器的測量端分別測量每個原件的輸出端。下面我在實驗中把74151和撥盤開關(guān)接好，通過撥盤開關(guān)來控制74151的輸出信號，把示波器的測量端接74151的輸出端。在CBA取三個不同的高低電平時，得到三個不同頻率的信號。具體的波形圖見圖32所示。這里就不再重復(fù)了。這樣，時基電路這部分就測試完畢，沒有問題了。 顯示電路的調(diào)測由于在設(shè)計過程中，控制電路這部分比較難，要花時間在上面設(shè)計電路。為了節(jié)約時間，我在課程設(shè)計的過程中就先連接后面的顯示電路和計數(shù)電路。首先是對數(shù)碼管（數(shù)碼管的管腳圖和功能表詳見附錄）的顯示進(jìn)行了調(diào)測。圖41 顯示電路調(diào)測連接圖如圖41所示接好顯示電路（這里就只給出一個數(shù)碼管說明一下）。然后將4511的5端接地。然后給4511的7端分別接高低電平，數(shù)碼管就會顯示對應(yīng)的數(shù)字。比如6217分別接1000，還有兩個數(shù)碼管也按上圖接好。接好后的測試方法同上。這樣，顯示電路也就搞好了。43 計數(shù)電路的調(diào)測圖42 計數(shù)電路調(diào)測連接圖計數(shù)電路按照圖42所示連接好，將74160的PT端，~CLR端，~LD端都接高電平，3個74160級聯(lián)，構(gòu)成異步十進(jìn)制計數(shù)器。同時4511的5端要接0，在調(diào)測的過程中，我忘記將其置零，導(dǎo)致在后面數(shù)碼管一直不顯示數(shù)字。接好后，給最低位的74160一個CP信號。讓函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率適當(dāng)?shù)姆讲?。這樣，計數(shù)器就開始計數(shù)了。數(shù)碼管從000~999顯示。計數(shù)電路就這樣搞好了。在調(diào)測的過程中，74160的~CLR端，~LD端，4511的5端都是用臨時的線連接。因為在后面這些端都是連接控制電路產(chǎn)生清零、鎖存信號的輸出端。 控制電路的調(diào)測控制電路的連接圖如圖43所示，
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