數(shù)字電子課設：數(shù)字頻率計課程設計報告-在線瀏覽
2024-09-13 23:49本頁面
【正文】 多諧振蕩器產(chǎn)生（當標準時間的精度要求較高時，應通過晶體振蕩器分頻獲得）；當被測信號的頻率超出測量范圍時，報警。設計報告書寫格式：選題介紹和設計系統(tǒng)實現(xiàn)的功能；系統(tǒng)設計結構框圖及原理；采用芯片簡介；設計的完整電路以及仿真結果；Protel繪制的電路原理圖；制作的PCB；課程設計過程心得體會（負責了哪些內(nèi)容、學到了什么、遇到的難題及解決方法等）。其擴展功能可以測量信號的周期和脈沖寬度。圖中被測信號為外部信號，送入測量電路進行處理、測量，檔位轉(zhuǎn)換用于選擇測試的項目頻率、周期或脈寬，若測量頻率則進一步選擇檔位。 測量頻率范圍：分三檔：1Hz~999Hz~~ 測量周期范圍：1ms~1s。 測量精度：顯示3位有效數(shù)字（要求分析1Hz、1kHz和999kHz的測量誤差）。 電源條件：+5V。第二章 整體方案設計 算法設計頻率是周期信號每秒鐘內(nèi)所含的周期數(shù)值。圖22是根據(jù)算法構建的方框圖。改閘門信號控制閘門電路的導通與開斷。測量頻率的誤差與閘門信號的精度直接相關，因此，為保證在1s內(nèi)被測信號的周期量誤差在10 ?179。例如，當被測信號為1kHz時，在1s的閘門脈沖期間計數(shù)器將計數(shù)1000次，由于閘門脈沖精度為10 ??，固由此造成的計數(shù)誤差不會超過1，符合5*10 ?179。進一步分析可知，當被測信號頻率增高時，在閘門脈沖精度不變的情況下，計數(shù)器誤差的絕對值會增大，但是相對誤差仍在5*10 ?179。但是這一算法在被測信號頻率很低時便呈現(xiàn)出嚴重的缺點，例如，這時閘門脈沖仍未1s顯然是不行的，故應加寬閘門脈沖寬度。而后面的閘門或計數(shù)電路要求被測信號為矩形波，所以需要設計一個整形電路則在測量的時候，首先通過整形電路將正弦波或者三角波轉(zhuǎn)化成矩形波。所以在通過整形之前通過放大衰減處理。當輸入信號電壓幅度較小時，前級輸入衰減為零時若不能驅(qū)動后面的整形電路，則調(diào)節(jié)輸入放大的增益，時被測信號得以放大。被測信號經(jīng)整形后變?yōu)槊}沖信號（矩形波或者方波），送入閘門電路，等待時基信號的到來。被測信號通過閘門，作為計數(shù)器的時鐘信號，計數(shù)器即開始記錄時鐘的個數(shù)，這樣就達到了測量頻率的目的。方波信號中的脈沖寬度恰好為被測信號的1個周期。計數(shù)器累計的結果可以換算出被測信號的周期。時基電路：時基信號由555定時器、RC組容件構成多諧振蕩器，其兩個暫態(tài)時間分別為T1=（Ra+Rb）C T2=重復周期為 T=T1+T2 。多諧振蕩器經(jīng)二級10分頻電路后，可提取因檔位變化所需的閘門時間1ms、。在實驗中我們采用的就是前一種方案。使得能夠產(chǎn)生1kHz的信號。計數(shù)顯示電路：在閘門電路導通的情況下，開始計數(shù)被測信號中有多少個上升沿。當計數(shù)完成后，此時要使數(shù)碼管顯示計數(shù)完成后的數(shù)字?？刂齐娐饭ぷ鞑ㄐ蔚氖疽鈭D如圖25.第三章 單元電路設計 時基電路設計圖31 時基電路與分頻電路它由兩部分組成: 如圖31所示，第一部分為555定時器組成的振蕩器(即脈沖產(chǎn)生電路),:f=((R1+2*R2)*C),因此,我們可以計算出各個參數(shù)通過計算確定了R1取430歐姆,R3取500歐姆,。第二部分為分頻電路,主要由4518組成（4518的管腳圖，功能表及波形圖詳見附錄），因為振蕩器產(chǎn)生的是1000Hz的脈沖,、。計數(shù)器在脈動模式可級聯(lián)，通過將Q179。 如圖32所示，555產(chǎn)生的1kHz的信號經(jīng)過三次分頻后得到3個頻率分別為100Hz、10Hz和1Hz的方波。74151的CBA接撥盤開關來對選頻進行控制。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）。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，相當于將原信號二分頻。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鍵和難搞的模塊。比如頻率，周期，脈寬。控制電路。當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。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。PT是高電平的時候計數(shù)器開始工作。根據(jù)圖得知在計數(shù)之前對計數(shù)器進行了清零。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。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。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。時基電路產(chǎn)生的信號直接用信號發(fā)生器來代替。~。當CBA的取一定的值，電路實現(xiàn)一定的測量功能。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。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。具體的實現(xiàn)方法見圖37所示。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。測完后，下面測試分頻后的頻率，分別接一級分
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