數(shù)字頻率計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、<p><b>　　作品設(shè)計(jì)報(bào)告書</b></p><p><b>　　課程名稱：課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目：_簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)</p><p>　　二OO八 年十二 月三十 日</p><p><b>　　簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)</b></p&g

2、t;<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、系統(tǒng)方案選擇和論證……………………………………………………………3</p><p>　　1．1設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………………3</p><p>　　1.2 系統(tǒng)基本方案……………………………………………………………………3</

3、p><p>　　1.2.1各模塊方案選擇和論證………………………………………………………3</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)各模塊的最終方案………………………………………………………4</p><p>　　二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)…………………………………………………………5</p><p>　　2.1 系統(tǒng)硬件概述…………………………………

4、…………………………………5</p><p>　　2.2 主要單元電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………………5</p><p>　　2.2.1 74LS123構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器………………………………………………5</p><p>　　2.2.2 計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)………………………………………………………………7</p><p>

5、　　2.2.3譯碼及顯示模塊………………………………………………………………9</p><p>　　三、調(diào)試過(guò)程…………………………………………………………………………10</p><p>　　3.1 測(cè)試儀器…………………………………………………………………………10</p><p>　　3.2 指標(biāo)測(cè)試…………………………………………………………………………10

6、</p><p>　　3.2.1 74LS123產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的暫態(tài)時(shí)間為1S的測(cè)試…………………………10</p><p>　　3.2.2計(jì)數(shù)顯示模塊的測(cè)試…………………………………………………………11</p><p>　　3.2.3待測(cè)信號(hào)的頻率的測(cè)試………………………………………………………11</p><p>　　3.3測(cè)試結(jié)果分析

7、與結(jié)論……………………………………………………………12</p><p>　　四、總結(jié)………………………………………………………………………………13</p><p>　　五、參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………15</p><p>　　附錄一：系統(tǒng)電路圖…………………………………………………………………16</p><

8、;p>　　附錄二：系統(tǒng)主要元件清單…………………………………………………………19</p><p>　　附錄三：系統(tǒng)使用說(shuō)明書……………………………………………………………20</p><p>　　日志……………………………………………………………………………………21</p><p>　　小組期考作品評(píng)分表…………………………………………………………………3

9、1</p><p>　　一、系統(tǒng)方案選擇和論證</p><p><b>　　1．1設(shè)計(jì)要求： </b></p><p>　　測(cè)量頻率范圍從1Hz～10KHz，并用數(shù)碼管顯示</p><p>　　能測(cè)量正弦信號(hào)和脈沖信號(hào)</p><p><b>　　測(cè)量靈敏度為1V</b>&l

10、t;/p><p>　　測(cè)量誤差為±1個(gè)數(shù)字</p><p><b>　　具有清零功能</b></p><p>　　1.2 系統(tǒng)基本方案</p><p>　　1.2.1 各模塊方案選擇和論證</p><p><b>　　1）計(jì)數(shù)模塊的選擇</b></p>&

11、lt;p>　　方案一:采用74LS160計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù).</p><p>　　74LS160是集成十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器,當(dāng)一個(gè)上跳沿脈沖來(lái)時(shí),計(jì)數(shù)器進(jìn)1,符合題目的要求,可以讓數(shù)碼管直接顯示,不會(huì)出現(xiàn)亂碼.因此使用它</p><p>　　方案二:采用74LS161計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)</p><p>　　74LS161是集成4位二進(jìn)制同步加法器.它雖然也可以計(jì)數(shù),但

12、它是十六進(jìn)制的,一旦它超過(guò)1001,數(shù)碼管就會(huì)亂碼,,而且不符合題目的要求,故不使用</p><p>　　2）產(chǎn)生1秒脈沖信號(hào)模塊的選擇</p><p>　　方案一:用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器</p><p>　　由于用它構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,其定時(shí)的時(shí)間我們可以通過(guò)改孌電阻和電容 ,就可以改變處于暫態(tài)的時(shí)間,而且使用它也比較方便,組成的電路也比較簡(jiǎn)單,但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)

13、中比較難于實(shí)現(xiàn)我們所要的，故不采用它.</p><p>　　方案二:用74LS123構(gòu)成單穩(wěn)成電路</p><p>　　它是一個(gè)可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。也可以用它來(lái)產(chǎn)生1秒的脈沖信號(hào),其暫態(tài)的時(shí)間也可以我們?nèi)藶楦淖?，其暫態(tài)時(shí)間T＝1.1RC,在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用當(dāng)中也比較容易實(shí)現(xiàn),所以在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中,采用了它.</p><p><b>　　3）顯示模塊的選擇</

14、b></p><p>　　方案一:用74LS47驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)數(shù)碼管.</p><p>　　方案二:用74LS48驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管.</p><p>　　兩者的原理都是一樣的,二者可以使用,由于我們經(jīng)常使用74LS47驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)數(shù)碼管,故這次我們采用方案一.</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)各模塊的最終方案</p><p&

15、gt;　　1）電源模塊選擇:采用三端穩(wěn)壓管來(lái)穩(wěn)壓</p><p>　　2）計(jì)數(shù)模塊的選擇：最后選擇采用74LS160計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù).</p><p>　　3）產(chǎn)生1秒脈沖信號(hào)模塊的選擇：最終決定用用74LS123構(gòu)成單穩(wěn)成電路</p><p>　　4）顯示模塊的選擇：用74LS47驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)數(shù)碼管</p><p>　　所以最終確定的系統(tǒng)框圖如下

16、：</p><p>　　二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　2.1 系統(tǒng)硬件概述</p><p>　　本作品由四個(gè)部分組成，分別是74LS123組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、與門電路、計(jì)數(shù)顯示電路。當(dāng)把74LS123輸出的脈沖信號(hào)（暫態(tài)時(shí)間持續(xù)1S）和待測(cè)信號(hào)給與門電路，輸出的結(jié)果給計(jì)數(shù)器，讓它計(jì)算在1S內(nèi)有多少個(gè)脈沖信號(hào)過(guò)來(lái)，比如：如果在1S內(nèi)，有10脈沖信號(hào)進(jìn)

17、來(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)器就進(jìn)行計(jì)數(shù)，并把計(jì)數(shù)出來(lái)的結(jié)果給74LS47進(jìn)行譯碼，并把其結(jié)果給數(shù)碼管，此時(shí)數(shù)碼管就顯示0010.</p><p>　　2.2 主要單元電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 74LS123構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路</p><p><b>　　其電路如下圖：</b></p><p><b>　　

18、其工作原理如下：</b></p><p>　　74LS123是一個(gè)可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,有三種方法可以讓它處于暫態(tài).本作品采用其中一種方法,讓復(fù)位輸入端為高電平,負(fù)觸發(fā)輸入端為低電平,,當(dāng)正觸發(fā)輸入端為上跳沿時(shí),電路輸出的是高電平,其處于暫態(tài)的時(shí)間T=1.1RC,如果要改變暫態(tài)的寬度,只要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器就可以實(shí)現(xiàn)了.其產(chǎn)生上跳沿的方法是按開關(guān)K2,開關(guān)閉合瞬間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上跳沿,這樣就可以讓74LS12

19、3處于暫態(tài),其持續(xù)的時(shí)間可以人為改孌.</p><p>　　2.2.2 計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　其電路模塊如下：</b></p><p><b>　　其工作原理如下：</b></p><p>　　計(jì)數(shù)模塊由四個(gè)74LS160級(jí)連而成的。分別代表個(gè)、十、百、千。其級(jí)連的方法：個(gè)位的

20、CO端接十位的CTT和CTP，十位的CO接百位的CTT 和CTP ，百位的CO 接千位的CTT和CTP。它們的異步清零端短接起來(lái)，并接上一個(gè)開關(guān)。當(dāng)有一個(gè)脈沖進(jìn)來(lái)時(shí)，個(gè)位就記1，其它位為0，當(dāng)它計(jì)到9時(shí)，就進(jìn)位，當(dāng)再來(lái)一個(gè)脈沖時(shí)，個(gè)位就顯示0，十位就顯示1；當(dāng)它顯示到9，接著又有一個(gè)脈沖來(lái)時(shí)，它就向百位進(jìn)位，此時(shí)它就顯示0，百位就顯示1；依此類推，當(dāng)百位顯示到9，又有一個(gè)脈沖來(lái)臨時(shí)，它就向千位進(jìn)位，此時(shí)千位顯示1，百位顯示0，千位最大可

21、以顯示到9，于是就可以顯示0000～9999。</p><p>　　2.2.3譯碼及顯示模塊</p><p>　　其電路部分如下圖所示：</p><p><b>　　其工作原理如下：</b></p><p>　　74LS160計(jì)數(shù)的結(jié)果給74LS47進(jìn)行譯碼，它把譯碼出來(lái)的結(jié)果就給數(shù)碼管顯示出來(lái)，從而就可以時(shí)時(shí)顯示當(dāng)前所

22、測(cè)的信號(hào)的頻率。例如：當(dāng)一個(gè)脈沖給74LS160時(shí)，它的輸出就為0001，反0001分別給74LS47的A、B、C、D 輸入端，讓它譯碼，譯碼的出來(lái)結(jié)果就給數(shù)碼管，它就顯示0010</p><p><b>　　系統(tǒng)測(cè)試</b></p><p><b>　　3.1 指標(biāo)測(cè)試</b></p><p>　　3.1.1 74LS1

23、23產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的暫態(tài)時(shí)間為1S的測(cè)試</p><p>　　在設(shè)計(jì)該部分時(shí)，為了更好的判斷出是否其暫態(tài)時(shí)間為1S，我們?cè)谄漭敵龆私恿艘粋€(gè)發(fā)光二極管。在74LS123 的“TR+”端接一個(gè)開關(guān)和兩個(gè)電路，其構(gòu)成如圖所示：K2是一個(gè)按鍵開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)高低電平的轉(zhuǎn)換。當(dāng)斷開開關(guān)時(shí)，給TR+的是一個(gè)低電平，當(dāng)按下開關(guān)時(shí)，給TR+的是高電平，這樣就可以產(chǎn)生一個(gè)上跳沿脈沖。當(dāng)一個(gè)按下開關(guān)的瞬間就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，其處于暫

24、態(tài)的時(shí)間可以通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其處于暫態(tài)的時(shí)間T＝1.1RC。而且我們?cè)谄漭敵龆私右粋€(gè)發(fā)光二極管作為指示作用，當(dāng)它處于暫態(tài)時(shí)，發(fā)光二極管就亮，當(dāng)它處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，發(fā)光二極管就熄滅。所以要判斷它的暫態(tài)時(shí)間是否持續(xù)1S就可以通過(guò)發(fā)光二極管所亮的時(shí)間來(lái)判斷，因此測(cè)其時(shí)間我們就用秒表來(lái)測(cè)試</p><p>　　3.1.2計(jì)數(shù)顯示模塊的測(cè)試</p><p>　　為了檢測(cè)設(shè)計(jì)出來(lái)的計(jì)數(shù)顯示電路是否

25、是正常的，于是就把信號(hào)源輸出來(lái)的方波信號(hào)直接接到74LS160的CP端，結(jié)果發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)顯示模塊是正常顯示的，沒(méi)有出現(xiàn)什么問(wèn)題。</p><p>　　3.1.3報(bào)警模塊的測(cè)試。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求是當(dāng)一旦超過(guò)其量程（0～1999）時(shí)，蜂鳴器就發(fā)現(xiàn)報(bào)警。為了檢測(cè)其否正常 ，就把從信號(hào)源產(chǎn)生的2000HZ的方波信號(hào)給74LS160的脈沖端，檢測(cè)結(jié)果是蜂鳴器發(fā)出報(bào)警。說(shuō)明此部分的電路的設(shè)計(jì)

26、是正確的。</p><p>　　3.1.4數(shù)碼管是否能顯示信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的頻率的測(cè)試</p><p>　　為了檢測(cè)這一功能，我們就把從74LS123產(chǎn)生的暫態(tài)時(shí)間為1S的脈沖信號(hào)和信號(hào)源產(chǎn)生的方波信號(hào)給與門，再把與門出來(lái)的結(jié)果給74LS160的CP端，讓它計(jì)數(shù)，再把其輸出給74LS47的輸入端，74LS47的輸出結(jié)果給數(shù)碼管顯示。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)結(jié)果與信號(hào)源的信號(hào)的頻率是一樣。</p&

27、gt;<p>　　各模塊測(cè)試的方法和結(jié)果如下的表格所示：</p><p>　　3.3測(cè)試結(jié)果分析與結(jié)論</p><p>　　這次作品的基本功能都能實(shí)現(xiàn)，本作品存在的不足之處是當(dāng)把待測(cè)信號(hào)和74LS123產(chǎn)生的暫態(tài)為1S的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)與門，把結(jié)果給計(jì)數(shù)顯示模塊，測(cè)出的信號(hào)的頻率不是很準(zhǔn)確,存在一些誤差.其實(shí)這個(gè)也是很難避免的。同時(shí)我們也意識(shí)到理論可以實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中是不一

28、定可以實(shí)現(xiàn)的。 </p><p><b>　　四、總結(jié)</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　在這次的作品考試中，我們組的每個(gè)成員都付出了很大的努力，把自己該完成的任務(wù)都按時(shí)按量完成，所以我們的作品才會(huì)按時(shí)的完成。經(jīng)過(guò)這次作品的考試，我們都學(xué)到了很

29、多東西。比如：理論能夠?qū)崿F(xiàn)的，在實(shí)際當(dāng)中未必會(huì)實(shí)現(xiàn)；也懂得了用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)的不是很穩(wěn)定，還有也提高了我們的焊接技術(shù)、檢查電路、調(diào)試電路的能力等等；也體驗(yàn)到了團(tuán)隊(duì)精神的重要性等等。在今后我們會(huì)再接再勵(lì)，不斷的提高自己的理論知識(shí)以及動(dòng)手的能力，把自己的各方面都提升了另一個(gè)層次，去迎接下一次的挑戰(zhàn)與磨煉。</p><p><b>　　五、致謝詞</b></p><p>

30、;　　感謝老師給予我們這個(gè)做作品考試的機(jī)會(huì)，給我們提供了一個(gè)讓我們鍛煉和展現(xiàn)自己的機(jī)會(huì)，讓我們開拓創(chuàng)新思維，交流知識(shí)的機(jī)會(huì)。通過(guò)這次的考試，極大的提高了我們的焊接能力和設(shè)計(jì)能力，同時(shí)也培養(yǎng)了同學(xué)們之間的友情。感謝老師和同學(xué)們的指導(dǎo)，我們?cè)谀銈兊闹笇?dǎo)和幫助下，才能順利的完成這次的作品考試。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、劉勇，杜德

31、昌主編.數(shù)字電路.電子工業(yè)出版社，2003.3</p><p>　　2、黃強(qiáng).模擬電子技術(shù).科學(xué)出版社.20033、百度搜索</p><p><b>　　附錄一：系統(tǒng)電路圖</b></p><p><b>　　單穩(wěn)態(tài)電路如下： </b></p><p>　　計(jì)數(shù)、顯示模塊的電路圖如下：</