eda課程設(shè)計(jì)---數(shù)字頻率計(jì)

1、<p>　　EDA課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告</p><p><b>　　數(shù)字頻率計(jì)</b></p><p><b>　　班級(jí)：</b></p><p><b>　　姓名</b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p><p

2、><b>　　一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)及要求</b></p><p>　　1．輸入為矩形脈沖，頻率范圍0~99MHz；</p><p>　　2．用五位數(shù)碼管顯示；只顯示最后的結(jié)果，不要將計(jì)數(shù)過(guò)程顯示出來(lái)；</p><p>　　3．單位為Hz和KHz兩檔，自動(dòng)切換。</p><p><b>　　二、實(shí)際過(guò)程及內(nèi)容<

3、;/b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)總體思路：</b></p><p>　　該實(shí)驗(yàn)要求有倆大部分，一是計(jì)數(shù)，二是顯示。故需要倆大模塊，分別是測(cè)頻計(jì)數(shù)模塊和掃描顯示模塊。測(cè)頻模塊測(cè)量計(jì)數(shù)一秒鐘通過(guò)的脈沖次數(shù)，將數(shù)據(jù)存至寄存器，再傳送給顯示模塊，在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。</p><p>　　在計(jì)數(shù)部分，還要求能實(shí)現(xiàn)換擋，則還需要一個(gè)換擋

4、電路。由于計(jì)數(shù)是測(cè)量的一秒鐘的脈沖數(shù)，則需要兩個(gè)部分，一部分用于計(jì)時(shí)一秒鐘，另一部分是輸入脈沖，所測(cè)量的頻率，即為該脈沖的頻率。</p><p><b>　　總圖如圖1-1：</b></p><p><b>　　圖1-1 總電路圖</b></p><p>　　圖1-2 總電路圖仿真波形</p><p

5、><b>　　2. 分模塊實(shí)現(xiàn)：</b></p><p>　　（1）掃描顯示模塊：</p><p>　　圖2-0 掃描顯示模塊</p><p>　　該模塊分為3部分，八進(jìn)制計(jì)數(shù)部分（由于是5個(gè)數(shù)碼管亮，所以實(shí)際使用是五進(jìn)制），4個(gè)八選一數(shù)據(jù)選擇器部分，一個(gè)7448七段譯碼器。</p><p>　　由于試驗(yàn)箱上共有

6、8個(gè)數(shù)碼管，共用一個(gè)顯示輸入端，若要顯示兩位以上數(shù)字，需要使用掃描電路。</p><p>　　8進(jìn)制計(jì)數(shù)部分作用，8進(jìn)制的輸入就是待測(cè)信號(hào)量，8進(jìn)制的輸出s0,s1,s2作用一決定了8位數(shù)碼管中哪一個(gè)亮，作用二是決定了四個(gè)八選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出，進(jìn)而決定了7448的輸出，從而決定數(shù)碼管顯示的數(shù)字。</p><p>　　圖2-1 8進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　圖

7、2-2 四個(gè)八選一數(shù)據(jù)選擇器</p><p>　　圖2-3 掃描仿真波形</p><p><b>　?。?） 測(cè)頻模塊：</b></p><p>　　測(cè)頻模塊由4大部分組成：366進(jìn)制計(jì)數(shù)器，1億進(jìn)制計(jì)數(shù)器，寄存電路，換擋電路。</p><p>　　圖2-4 366進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>

8、　　實(shí)驗(yàn)要求盡可能的準(zhǔn)確一秒計(jì)時(shí)，試驗(yàn)箱中可用于計(jì)時(shí)較為準(zhǔn)確的是366HZ檔位，所以選擇366進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器1秒后通過(guò)366個(gè)脈沖時(shí)，將該計(jì)數(shù)器置零，同時(shí)該部分輸出高電平，在進(jìn)入1億進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)再轉(zhuǎn)化為低電平，使1億進(jìn)制計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，控制寄存電路儲(chǔ)存該計(jì)數(shù)值，從而達(dá)到測(cè)頻的作用。并可保證只顯示最后結(jié)果而不顯示計(jì)數(shù)過(guò)程。</p><p>　　圖2-5 測(cè)頻計(jì)數(shù)換擋部分</p><p&g

9、t;　　因?yàn)榭蓽y(cè)量的頻率范圍是0~99MHZ，所以需要1個(gè)1億進(jìn)制計(jì)數(shù)器。置零端通過(guò)一個(gè)非門(mén)與366進(jìn)制計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端相連。又要求使用5位數(shù)碼管，所以當(dāng)計(jì)數(shù)器十萬(wàn)位的數(shù)為1時(shí)就換擋，換擋后將不顯示后3位數(shù)，測(cè)試的單位由Hz變?yōu)閗Hz。</p><p>　　圖2-6 1億進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　寄存電路由20個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成，輸入輸出分別接換擋和掃描顯示部分。CLK端接366進(jìn)制

10、計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與輸出。</p><p>　　圖2-7 寄存電路</p><p><b>　?。?） 換擋電路</b></p><p>　　圖3-1 換擋門(mén)電路</p><p>　　換擋的要求實(shí)質(zhì)是要求在Hz單位時(shí)使用1億進(jìn)制計(jì)數(shù)器的左五個(gè)74160（低五位），在KHz單位時(shí)，使用右五個(gè)741

11、60（高五位），因此需要二選一數(shù)據(jù)選擇器，將1億進(jìn)制的十萬(wàn)位進(jìn)位輸出用作換擋信號(hào)，在連接時(shí)將低位與高位依次一一對(duì)應(yīng)，從而進(jìn)行選擇輸出。</p><p>　　此換擋電路由20個(gè)門(mén)電路組成，實(shí)現(xiàn)二選一的功能。輸入A接1億進(jìn)制的c0-c19，即低5位；輸入B接1億進(jìn)制的c12-c31，即高5位；CO、SCO分別接1億進(jìn)制的十萬(wàn)位進(jìn)位輸出端；輸出S接寄存電路D觸發(fā)器的出入端。由真值表可知，當(dāng)1億進(jìn)制計(jì)數(shù)器達(dá)到十萬(wàn)位時(shí)，此

12、時(shí)，電路的輸出等于輸入B的值；達(dá)到十萬(wàn)位之前，電路輸出等于輸入A的值。</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)感受</b></p><p>　　最初拿到實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，感覺(jué)無(wú)從下手，毫無(wú)頭緒。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的查閱資料和咨詢老師同學(xué)，漸漸有了思路。開(kāi)始時(shí)，對(duì)各模塊之間的相互聯(lián)系比較困惑，但經(jīng)過(guò)不斷地思考，終于理解了其中奧妙。在繪完電路圖之后，連接試驗(yàn)箱時(shí)也遇到一些麻煩，比如原電路圖

13、的不完善，導(dǎo)線的故障等。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)個(gè)人認(rèn)為最大的難點(diǎn)或許是換擋電路，因?yàn)椴粌H難以思考，而且在畫(huà)圖連接過(guò)程中也比較麻煩。最初換擋功能的原理理解并不透徹，幾次都在實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)現(xiàn)不了，很是困惑，經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)終于“大徹大悟”，雖然測(cè)得的數(shù)據(jù)有少許誤差避免不了，但自認(rèn)為精確度已經(jīng)足夠高了。</p><p>　　本次的實(shí)驗(yàn)，是對(duì)數(shù)字電路知識(shí)的一次溫故而知新，不僅對(duì)理論的理解更深一層，