簡易數(shù)字頻率計

1、 電子電路課程設計電子電路課程設計 簡易數(shù)字頻率計簡易數(shù)字頻率計 一、課程概況簡介一、課程概況簡介二二、課題技術指標課題技術指標三三、設計提示設計提示四四、預習要求預習要求主要授課內容主要授課內容: :一、課程概況簡介一、課程概況簡介n課程名稱課程名稱 電子電路課程設計電子電路課程設計 3232學時，兩周學時，兩周 n課程性質課程性質 必修必修 （2 2學分）學分）n教教 材材 電子電路課程設計電子電路課程設計n教學目的教學目的: :提高模擬電路、數(shù)字電路理論和實驗的綜合能力提高模擬電路、數(shù)字電路理論和實驗的綜合能力掌握綜合型電子電路的設計、裝配和調測方法掌握綜合型電子電路的設計、裝配和調測方

2、法掌握電子元器件資料和電路資料的檢索方法掌握電子元器件資料和電路資料的檢索方法提高設計報告的撰寫能力提高設計報告的撰寫能力全面培養(yǎng)學生科技工作素質。全面培養(yǎng)學生科技工作素質。 教學進程教學進程: :u設計要求和提示設計要求和提示（在實驗室教師授課，半天）（在實驗室教師授課，半天）u查閱資料、設計電路查閱資料、設計電路（同學獨立完成，（同學獨立完成，1 1天半）天半）u講述裝配方法和調測要求講述裝配方法和調測要求（2 2學時）學時）u調測調測（第一周星期三至第二周星期三）（第一周星期三至第二周星期三）u驗收驗收（第一周星期三至第二周星期四）（第一周星期三至第二周星期四）u撰寫報告撰寫報告（第二周

3、星期五）（第二周星期五）、講評、收尾講評、收尾 教學方法教學方法: : 1. 1. 教法教法在實驗室集中，分在實驗室集中，分3 3次講解：次講解：電路設計提示電路設計提示 裝配要求、調測方法裝配要求、調測方法實驗報告撰寫要求實驗報告撰寫要求 輔導實驗、最后逐一驗收輔導實驗、最后逐一驗收 2.2.學習方法學習方法 認真自學認真自學電子電路課程設計電子電路課程設計相關章節(jié)相關章節(jié) 獨立完成設計獨立完成設計 獨立裝配、調測、撰寫設計報告獨立裝配、調測、撰寫設計報告 n3.3.課程紀律課程紀律: :缺少實驗達三分之一以上無成績，必須重修。缺少實驗達三分之一以上無成績，必須重修。設計報告必須手寫，不得用

4、打印機打印。設計報告必須手寫，不得用打印機打印。預習報告和設計報告抄襲他人者，報告成績按預習報告和設計報告抄襲他人者，報告成績按0 0分論處。分論處。遲到、早退遲到、早退3 3次成績降檔。次成績降檔。 4.4.成績評定成績評定評分項目：預習報告、裝配水平、調測水平、評分項目：預習報告、裝配水平、調測水平、完成指標、報告。完成指標、報告。成績分檔：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格成績分檔：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格不及格必須重修，沒有補考。不及格必須重修，沒有補考。二二、 課題技術指標課題技術指標2.1 2.1 設計課題名稱設計課題名稱 簡易數(shù)字頻率計簡易數(shù)字頻率計2.2 2.2 技術指標技術

5、指標（P72 P72 課題課題 ） 1 1、整體功能要求、整體功能要求 頻率計主要用于測量正弦波、矩形波、三角波和頻率計主要用于測量正弦波、矩形波、三角波和尖脈沖等周期信號的頻率值。其擴展功能是可以測尖脈沖等周期信號的頻率值。其擴展功能是可以測量信號的周期和脈沖寬度。量信號的周期和脈沖寬度。2 2、系統(tǒng)結構要求、系統(tǒng)結構要求 數(shù)字頻率計的整體要求如圖數(shù)字頻率計的整體要求如圖6-16-1所示。圖所示。圖6-16-1中中“被測信號被測信號”為外部信號，送入為外部信號，送入“測量電路測量電路”進行處理、測量，進行處理、測量，“檔位轉換檔位轉換”用于選擇測試項用于選擇測試項目目-頻率、周期或脈寬，若測

6、量頻率則進一步頻率、周期或脈寬，若測量頻率則進一步選擇檔位。選擇檔位。 2.3 2.3 電氣指標電氣指標1 1、被測信號波形：正弦波、三角波和矩形波、被測信號波形：正弦波、三角波和矩形波2 2、測量頻率范圍分三檔：、測量頻率范圍分三檔： 1Hz1Hz999Hz999Hz 0.01KHz 0.01KHz9.99KHz9.99KHz 0.1KHz 0.1KHz99.9KHz99.9KHz3 3、測量周期范圍：、測量周期范圍： 1ms1ms1s1s4 4、測量脈寬范圍：、測量脈寬范圍： 1ms1ms1s1s5 5、測量精度：顯示、測量精度：顯示3 3位有效數(shù)字（要求分析位有效數(shù)字（要求分析1Hz1H

7、z、1KHz1KHz和和999KHz999KHz的測量誤差）。的測量誤差）。2.4 2.4 擴展指標擴展指標要求測量頻率要求測量頻率 時，時，1Hz1Hz99.9KHz99.9KHz的精度為的精度為1 1。2.5 2.5 設計條件設計條件電源條件：電源條件：+5V+5V，邏輯電平符合，邏輯電平符合TTLTTL電平的要求。電平的要求。6 6、輸入阻抗：大于、輸入阻抗：大于1M1M2.6 2.6 可供選擇的元器件范圍如表所示可供選擇的元器件范圍如表所示阻容件、發(fā)光二極管和轉換開關等元件自定。阻容件、發(fā)光二極管和轉換開關等元件自定。整體方框圖及原理：整體方框圖及原理：三三、 整體方案設計提示整體方案

8、設計提示 根據算法并考慮到被測信號的幅度變化及根據算法并考慮到被測信號的幅度變化及人機界面的一些操作需要設計簡易頻率計的整人機界面的一些操作需要設計簡易頻率計的整體方案。體方案。（1）被測信號頻率范圍選擇）被測信號頻率范圍選擇:由于被測信號范由于被測信號范圍為圍為1Hz1Hz10Hz10Hz，如果只采用一種閘門脈沖信號，如果只采用一種閘門脈沖信號，則只能是則只能是1 1S S脈沖寬度的閘門信號，若被測信號脈沖寬度的閘門信號，若被測信號為較高頻率，計數(shù)電路的位數(shù)要很多，而且測為較高頻率，計數(shù)電路的位數(shù)要很多，而且測量時間過長會給用戶帶來不便，所以可將頻率量時間過長會給用戶帶來不便，所以可將頻率范

9、圍設為幾檔：范圍設為幾檔：1H1HZ Z檔（圖中檔（圖中K K1 1）采用）采用1 1S S閘門脈閘門脈寬；寬；10HZ 10HZ 1KHz1KHz檔（圖中檔（圖中K K2 2）采用）采用0.1S0.1S閘門脈閘門脈寬；寬；10KHZ 10KHZ 檔（圖中檔（圖中K K3 3）采用）采用0.01S0.01S閘門脈寬。閘門脈寬。設置了這三檔后，可使后面的計數(shù)器位數(shù)適中，設置了這三檔后，可使后面的計數(shù)器位數(shù)適中，測量時間只是在測量時間只是在K1K1時較長。時較長。（2 2）顯示刷新）顯示刷新: 頻率計工作時是每隔一段時間頻率計工作時是每隔一段時間測量一次，測量后將上一次顯示的測量結果消測量一次，測

10、量后將上一次顯示的測量結果消除掉，更新顯示新的測量結果。刷新時間與閘除掉，更新顯示新的測量結果。刷新時間與閘門脈沖寬度有關，一般為門脈沖寬度有關，一般為1 1S S2 2S S刷新刷新1 1次。但是，次。但是，如果閘門脈沖寬度為如果閘門脈沖寬度為1010S S，則刷新時間必須大于，則刷新時間必須大于1010S S。（3 3）ZMJS(ZMJS(閘門計數(shù)閘門計數(shù)) )信號：信號：ZMJSZMJS是表示閘門結是表示閘門結束的信號，閘門脈沖結束后，這個信號通知束的信號，閘門脈沖結束后，這個信號通知“顯示刷新顯示刷新”電路對電路對“顯示譯碼顯示譯碼”進行刷新。進行刷新。（4 4）KDKZKDKZ（寬度

11、控制）信號：（寬度控制）信號：KDKZKDKZ是表示是表示“閘閘門寬度控制門寬度控制”的輸出信號，它用于控制的輸出信號，它用于控制“閘門閘門信號信號”產生電路輸出的閘門脈沖寬度。產生電路輸出的閘門脈沖寬度。3.1 3.1 測試頻率設計提示測試頻率設計提示3.1.1 3.1.1 算法設計提示算法設計提示 算法一：算法一： 已知頻率的定義是：周期信號每秒鐘內所含已知頻率的定義是：周期信號每秒鐘內所含的周期數(shù)值?？筛鶕@一定義采用下圖所示的算的周期數(shù)值?？筛鶕@一定義采用下圖所示的算法構建的方框圖。法構建的方框圖。 在測試電路中設置一個閘門產生電路，用于產在測試電路中設置一個閘門產生電路，用于產生脈

12、沖寬度為生脈沖寬度為1s1s的閘門信號。該閘門信號控制閘的閘門信號。該閘門信號控制閘門電路的導通與開斷。讓被測信號送入閘門電路，門電路的導通與開斷。讓被測信號送入閘門電路，當當1s1s的閘門脈沖到來時閘門導通，被測信號通過的閘門脈沖到來時閘門導通，被測信號通過閘門并到達后面的計數(shù)電路（計數(shù)電路用以計算閘門并到達后面的計數(shù)電路（計數(shù)電路用以計算被測輸入信號的周期數(shù)），當被測輸入信號的周期數(shù)），當1s1s閘門結束時，閘閘門結束時，閘門再次關閉，此時計數(shù)器記錄的周期個數(shù)為門再次關閉，此時計數(shù)器記錄的周期個數(shù)為1s1s內內被測信號的周期個數(shù)，即為被測信號的頻率。測被測信號的周期個數(shù)，即為被測信號的頻率

13、。測量頻率的誤差與閘門信號的精度直接相關，因此，量頻率的誤差與閘門信號的精度直接相關，因此，為保證測量誤差在為保證測量誤差在1010-3-3量級，則要求閘門信號的精量級，則要求閘門信號的精度為度為1010-4-4量級。例如，當被測信號為量級。例如，當被測信號為1KHz1KHz時，在大時，在大于于0.1 ms ,0.1 ms ,故由此造成的計數(shù)誤差不會超過故由此造成的計數(shù)誤差不會超過1 1，符，符合合5 51010-3-3的誤差要求。的誤差要求。 將被測信號送入被測信號閘門產生電路，該電將被測信號送入被測信號閘門產生電路，該電路輸出一個脈沖信號，脈寬與被測信號的周期相等。路輸出一個脈沖信號，脈寬

14、與被測信號的周期相等。再用閘門產生電路輸出的閘門信號控制電路的導通再用閘門產生電路輸出的閘門信號控制電路的導通與開斷。設置一個頻率精度較高的周期信號（例如與開斷。設置一個頻率精度較高的周期信號（例如10KHz10KHz）（稱為時基信號），當閘門導通時，時基信）（稱為時基信號），當閘門導通時，時基信號通過閘門到達計數(shù)電路計數(shù)。由于閘門導通時間號通過閘門到達計數(shù)電路計數(shù)。由于閘門導通時間與被測信號周期相同，則可根據計數(shù)器計數(shù)值和時與被測信號周期相同，則可根據計數(shù)器計數(shù)值和時基信號的周期算出被測信號周期值基信號的周期算出被測信號周期值T T， T=T=時基信號周期時基信號周期計數(shù)器計數(shù)值計數(shù)器計數(shù)值

15、 再根據頻率域周期互為倒數(shù)的關系，算出被測信號再根據頻率域周期互為倒數(shù)的關系，算出被測信號的頻率的頻率f f。 算法二較好地解決了被測信號較低時測量時算法二較好地解決了被測信號較低時測量時間長和測量精度不高的問題，但它也存在兩方面間長和測量精度不高的問題，但它也存在兩方面的問題：的問題：一是：要增加由周期求頻率的電路；一是：要增加由周期求頻率的電路；二是：被測信號頻率較高時要求時基信號的頻率二是：被測信號頻率較高時要求時基信號的頻率也相應提高。例如，被測信號為也相應提高。例如，被測信號為1MHz1MHz，為保證測，為保證測量精度，時間信號應為量精度，時間信號應為1000MHz1000MHz。

16、解決算法二的第二個問題要花較大代價。這解決算法二的第二個問題要花較大代價。這是因為當時基信號頻率較高時（如是因為當時基信號頻率較高時（如1000MHz1000MHz）器）器件的成本將急劇上升，同時，在高頻工作時，電件的成本將急劇上升，同時，在高頻工作時，電子系統(tǒng)的電磁兼容性設計難度加大，工藝要求提子系統(tǒng)的電磁兼容性設計難度加大，工藝要求提高，這些都將使系統(tǒng)的總成本上升。高，這些都將使系統(tǒng)的總成本上升。算法三：算法三： 算法一的優(yōu)點算法一的優(yōu)點是被測信號的頻率高時測量精度是被測信號的頻率高時測量精度高，頻率低時測量精度低且測量用時長。高，頻率低時測量精度低且測量用時長。算法二的算法二的優(yōu)點優(yōu)點是

17、低頻測量精度高，而高精度測量時或是精度是低頻測量精度高，而高精度測量時或是精度低，或是精度合格而成本高、工藝難。低，或是精度合格而成本高、工藝難。 在面對算法一和算法二的問題時有兩種選擇：在面對算法一和算法二的問題時有兩種選擇：一是：與用戶（技術指標的執(zhí)行者）協(xié)商，降低低一是：與用戶（技術指標的執(zhí)行者）協(xié)商，降低低頻測量要求，允許測量時間加長和測量精度降低。頻測量要求，允許測量時間加長和測量精度降低。二是：尋求新的算法。二是：尋求新的算法。 經過分析，在算法一和算法二的基礎上擬定算經過分析，在算法一和算法二的基礎上擬定算法三。算法三的思路是以被測量周期信號法三。算法三的思路是以被測量周期信號1

18、KHz1KHz為界，為界，1KHz1KHz以上用算法一中的計數(shù)方法測量頻率，而以上用算法一中的計數(shù)方法測量頻率，而1KHz1KHz以下先采用測量周期的方法，再算出頻率。以下先采用測量周期的方法，再算出頻率。 以上給出了三種測量頻率的算法，本課題基以上給出了三種測量頻率的算法，本課題基本指標中建議采用算法一，完成擴展指標時采用本指標中建議采用算法一，完成擴展指標時采用兩種算法。原理框圖如圖所示。兩種算法。原理框圖如圖所示。 測頻原理框圖由整形電路、時基電路、閘門電路、計測頻原理框圖由整形電路、時基電路、閘門電路、計數(shù)電路、鎖存電路、譯碼電路和控制電路組成。圖中數(shù)電路、鎖存電路、譯碼電路和控制電路

19、組成。圖中K1K1、K2K2、K3K3分別對應分別對應3 3個不同的頻率測量檔位。個不同的頻率測量檔位。 被測信號被測信號fxfx經整形電路轉變?yōu)槊}沖信號（矩形波或方經整形電路轉變?yōu)槊}沖信號（矩形波或方波），送入閘門電路，等待時基信號的到來。時基信號可由波），送入閘門電路，等待時基信號的到來。時基信號可由7413274132的兩個與非施密特觸發(fā)器構成，由芯片的兩個與非施密特觸發(fā)器構成，由芯片7413274132來自激產來自激產生生10KHz10KHz的標準的時基信號，作為閘門開通的基準時間。被的標準的時基信號，作為閘門開通的基準時間。被測信號測信號fxfx通過閘門，作為計數(shù)器的時鐘信號，計數(shù)器

20、即開始通過閘門，作為計數(shù)器的時鐘信號，計數(shù)器即開始記錄時鐘個數(shù)，這樣就達到了測量頻率的目的。記錄時鐘個數(shù)，這樣就達到了測量頻率的目的。測量頻率電路設計：測量頻率電路設計： 測量頻率電路由測量頻率電路由40174017和和74007400構成。構成。40174017的的CPCP接接時基信號時基信號fsfs，與非門的一端接被測信號，與非門的一端接被測信號fxfx。分頻電路設計：分頻電路設計： 本實驗被測信號范圍為本實驗被測信號范圍為1Hz1Hz99.9KHz99.9KHz，若只，若只采用一種閘門脈沖信號，則只能是采用一種閘門脈沖信號，則只能是1S1S脈沖寬度的脈沖寬度的閘門信號，若測量高頻信號時，

21、計數(shù)電路的位數(shù)閘門信號，若測量高頻信號時，計數(shù)電路的位數(shù)要很多，而且測量時間過長會帶來不便，所以將要很多，而且測量時間過長會帶來不便，所以將頻率范圍分幾檔：頻率范圍分幾檔： 1Hz1Hz999Hz999Hz、 0.01KHz0.01KHz9.99KHz9.99KHz、 0.1KHz0.1KHz99.9KHz99.9KHz，時基信號頻率分，時基信號頻率分別為別為1Hz1Hz、10Hz10Hz、100Hz100Hz，由于，由于f f0 0為為10KHz10KHz，所以，所以要不斷進行分頻得到這三個頻率信號，在實驗器要不斷進行分頻得到這三個頻率信號，在實驗器材中，材中，45184518為十進制同步計

22、數(shù)器，根據需要可以為十進制同步計數(shù)器，根據需要可以隨意組合，見下圖。隨意組合，見下圖。 分頻電路由分頻電路由45184518雙雙BCDBCD同步加計數(shù)器同步加計數(shù)器構成構成, ,如圖所示。若如圖所示。若45184518（I I）的）的1 1端接端接入入10KHz10KHz的頻率，則的頻率，則6 6端輸出端輸出1KHz1KHz的頻率，的頻率，1414端輸出端輸出100Hz100Hz的頻的頻率率,4518,4518（IIII）的）的1 1端接入端接入100Hz100Hz的頻率，的頻率，則則6 6端輸出端輸出10Hz10Hz的頻的頻率，率，1414端輸出端輸出1Hz1Hz的的頻率頻率. . 以上以上

23、f=10KHzf=10KHz的方波信號經四級的方波信號經四級1010分頻電路分頻電路后，可提取因測量檔位變化所需的閘門時間后，可提取因測量檔位變化所需的閘門時間1ms1ms、0.1ms0.1ms、0.01ms0.01ms。閘門時間要求非常準確，它直。閘門時間要求非常準確，它直接影響到測量精度，在要求高精度、高穩(wěn)定度的接影響到測量精度，在要求高精度、高穩(wěn)定度的場合，通常用晶體振蕩器作為標準時基信號。場合，通常用晶體振蕩器作為標準時基信號。3.1.2 3.1.2 測量周期電路設計提示測量周期電路設計提示 測量周期（即時間）的原理在前面算法二中測量周期（即時間）的原理在前面算法二中已給出，如圖所示。

24、已給出，如圖所示。 測量周期的方法與測量頻率的方法相反，即測量周期的方法與測量頻率的方法相反，即將被測信號經整形、二分頻電路后轉變?yōu)榉讲ㄐ艑⒈粶y信號經整形、二分頻電路后轉變?yōu)榉讲ㄐ盘?。方波信號占空比為號。方波信號占空比?0%50%，其脈沖寬度恰好為，其脈沖寬度恰好為被測信號的被測信號的1 1個周期。將方波的脈寬作為閘門導個周期。將方波的脈寬作為閘門導通的時間，在閘門導通的時間內，計數(shù)器記錄標通的時間，在閘門導通的時間內，計數(shù)器記錄標準時基信號通過閘門的重復周期個數(shù)。計數(shù)器累準時基信號通過閘門的重復周期個數(shù)。計數(shù)器累計的結果可以換算出被測信號的周期，用時間計的結果可以換算出被測信號的周期，用時

25、間TxTx來表示：來表示： Tx=NTsTx=NTs式中：式中：TxTx為被測信號的周期；為被測信號的周期； N N為計數(shù)器脈沖計數(shù)值；為計數(shù)器脈沖計數(shù)值； TsTs為時基信號周期為時基信號周期計數(shù)電路、鎖存電路、譯碼顯示和控制電路與測計數(shù)電路、鎖存電路、譯碼顯示和控制電路與測頻方法相似。頻方法相似。測量周期電路設計：測量周期電路設計： 測量周期與測量頻率相反，電路由測量周期與測量頻率相反，電路由40174017和和74007400構成。構成。40174017的的CPCP接被測信號接被測信號fxfx，與非門的一，與非門的一端接時基信號端接時基信號fsfs。3.1.3 3.1.3 測量脈沖寬度的

26、原理測量脈沖寬度的原理 測量脈沖的原理與測量周期的原理相似。所測量脈沖的原理與測量周期的原理相似。所不同的是，它直接用整形后的脈沖信號的寬度不同的是，它直接用整形后的脈沖信號的寬度tw作為閘門的導通時間。在閘門導通的時間內，測作為閘門的導通時間。在閘門導通的時間內，測量時基信號的重復周期，并由式量時基信號的重復周期，并由式t tw w=NT=NTs s得出脈沖寬得出脈沖寬度值。度值。測量脈寬電路設計：測量脈寬電路設計： 測量脈寬電路由測量脈寬電路由40174017和和74007400構成。構成。40174017的的CPCP接時基信接時基信號號fsfs，與非門的一端接被測信號，與非門的一端接被測

27、信號fxfx。如圖所示，當開關如圖所示，當開關K K7 7斷開、斷開、K K8 8閉合，可以用于測量頻率和周閉合，可以用于測量頻率和周期；而當開關期；而當開關K K7 7閉合、閉合、K K8 8斷開，就可用于測量脈寬。斷開，就可用于測量脈寬。 振蕩電路由施密特觸發(fā)器、振蕩電路由施密特觸發(fā)器、RCRC阻容元件構成，阻容元件構成，該振蕩電路產生振蕩信號該振蕩電路產生振蕩信號f f0 0,f,f0 0=1/2RC,=1/2RC,所以根據所以根據R R、C C的設定可以確定的設定可以確定f f0 0的大小。根據實驗要求可以選的大小。根據實驗要求可以選用用f f0 0為為10KHz10KHz，這樣滿足多

28、功能的應用，通過公式，這樣滿足多功能的應用，通過公式f f0 0=1/2RC=1/2RC計算，得到計算，得到R=5000R=5000( (取取R=5KR=5K) )，C=0.01ufC=0.01uf（或（或 R=10KR=10K、C=C= 0.01uf）, ,為使頻率為使頻率計測量準確，電阻計測量準確，電阻R R的準確性需保證，把它換成可的準確性需保證，把它換成可變電阻不斷調節(jié)直到得到準確的變電阻不斷調節(jié)直到得到準確的f f0 0。振蕩電路如下振蕩電路如下圖所示：圖所示：3.1.4 3.1.4 時基信號設計提示時基信號設計提示 時基信號由時基信號由7413274132芯片、芯片、 RCRC阻容

29、件構成頻率阻容件構成頻率f=10KHzf=10KHz的方波信號，也可以用的方波信號，也可以用40934093芯片、芯片、RCRC阻容阻容件構成頻率為件構成頻率為f=10KHzf=10KHz的方波信號。的方波信號。振蕩電路如下圖所示：（振蕩電路如下圖所示：（7413274132）振蕩電路如下圖所示：（振蕩電路如下圖所示：（40934093）3.1.5 3.1.5 控制電路的設計提示控制電路的設計提示 控制電路由控制電路由40174017、74007400兩塊芯片構成，它們的兩塊芯片構成，它們的作用可由下圖說明：時基信號作用可由下圖說明：時基信號fsfs作為作為40174017的的CPCP，產，產

30、生單穩(wěn)態(tài)信號生單穩(wěn)態(tài)信號Y Y0 0，Y Y0 0送入送入40294029的的PEPE端作為清零信端作為清零信號，接著輸出號，接著輸出Y Y1 1， Y Y1 1作為閘門信號，與作為閘門信號，與fxfx經過與非經過與非門接到門接到40294029的的CPCP并開始計數(shù)。由于計數(shù)器是不斷在并開始計數(shù)。由于計數(shù)器是不斷在計數(shù)，不能將結果固定以便觀察，所以加入鎖存電計數(shù)，不能將結果固定以便觀察，所以加入鎖存電路，將路，將40174017的的Y Y2 2輸出端接非門后送入譯碼器的使能輸出端接非門后送入譯碼器的使能端端LE(LE(鎖存端鎖存端) )將數(shù)據鎖存，當新數(shù)據來時刷新顯示，將數(shù)據鎖存，當新數(shù)據來

31、時刷新顯示，其功能可以用波形表達芯片的工作狀態(tài)，見下圖。其功能可以用波形表達芯片的工作狀態(tài)，見下圖。選擇電路設計提示：選擇電路設計提示： 由于測量頻率由由于測量頻率由3 3個不同檔位，個不同檔位，3 3個檔位所使用個檔位所使用的閘門脈寬是不一樣的，在擴展指標中要求測量周的閘門脈寬是不一樣的，在擴展指標中要求測量周期、脈寬也需要進行檔位的選擇。所以根據開關的期、脈寬也需要進行檔位的選擇。所以根據開關的開通與關閉來控制是測頻、測周期還是脈寬，同樣開通與關閉來控制是測頻、測周期還是脈寬，同樣也根據開關選擇測量頻率的范圍。也根據開關選擇測量頻率的范圍。K K1 1、K K2 2、K K3 3對應對應著

32、著7415174151的地址端的地址端A A2 2、A A1 1、A A0 0，通過開關高低電平的，通過開關高低電平的選擇選擇D D0 0D D7 7中的不同狀態(tài)，這樣同時選定標準時基中的不同狀態(tài)，這樣同時選定標準時基信號、測周還是測頻。上圖左邊的信號、測周還是測頻。上圖左邊的7415174151進行時基進行時基信號的選擇。右邊的進行計數(shù)信號的選擇。信號的選擇。右邊的進行計數(shù)信號的選擇。控制電路的整體設計提示：控制電路的整體設計提示： 綜合以上測頻率、測周期和測脈寬的電路設計，控制綜合以上測頻率、測周期和測脈寬的電路設計，控制器可以綜合為下圖。器可以綜合為下圖。撥盤開關：撥盤開關： 撥盤開關在

33、本次設計電路中具有以下特點撥盤開關在本次設計電路中具有以下特點: :用用K0K0、K1K1、K2K2開關通過電路來替代開關通過電路來替代K7K7、K8K8開關開關的功能的功能: :鎖存電路設計提示：鎖存電路設計提示： 鎖存電路是在測量頻率（脈寬、周期）的電鎖存電路是在測量頻率（脈寬、周期）的電路中，在路中，在40174017的的Y Y2 2輸出端加一個非門，非門的輸出輸出端加一個非門，非門的輸出接到接到45114511的的LELE端，鎖存電路能存入計數(shù)值后再發(fā)出端，鎖存電路能存入計數(shù)值后再發(fā)出另一個信號，將計數(shù)器清零，以便再次計數(shù)。如果另一個信號，將計數(shù)器清零，以便再次計數(shù)。如果電路不鎖存，數(shù)

34、碼管顯示的數(shù)字會改變，不會停留電路不鎖存，數(shù)碼管顯示的數(shù)字會改變，不會停留在一個數(shù)字上。在一個數(shù)字上。3.1.6 3.1.6 小數(shù)點的設計提示小數(shù)點的設計提示 根據測量檔位的變化相應設置小數(shù)點的位根據測量檔位的變化相應設置小數(shù)點的位置，小數(shù)點由數(shù)碼管置，小數(shù)點由數(shù)碼管DPDP端控制，電路采用端控制，電路采用7415374153（雙（雙4選一數(shù)據選器）來實現(xiàn)，如下圖所示。選一數(shù)據選器）來實現(xiàn)，如下圖所示。3.1.7 3.1.7 計數(shù)電路的設計提示：計數(shù)電路的設計提示：計數(shù)電路采用計數(shù)電路采用3 3片片40294029（計數(shù)器），輸入端（計數(shù)器），輸入端A A、B B、C C、D D、CICI、B

35、/DB/D都應都應接地，接地，U/DU/D接接Vcc, Vcc, 4029(I)4029(I)片的片的CKCK信號來信號來自自74151(III)74151(III)的的Y Y端端,CO,CO端經反相器接端經反相器接4029(II)4029(II)片的片的CKCK， COCO端經反相端經反相器接器接4029(II)4029(II)片的片的CKCK， 4029(III)4029(III)片的片的COCO端接端接一個發(fā)光二極管，當被一個發(fā)光二極管，當被測值不在測量范圍內，測值不在測量范圍內，發(fā)光二極管表示數(shù)據溢發(fā)光二極管表示數(shù)據溢出。出。3.1.8 3.1.8 譯碼顯示電路的設計提示：譯碼顯示電路

36、的設計提示： 譯碼電路采用三片譯碼電路采用三片45114511（BCD-BCD-七段譯碼器），使能七段譯碼器），使能端端BI,LTBI,LT都應接高電平。都應接高電平。 顯示電路由三個數(shù)碼管構成，數(shù)碼管的顯示電路由三個數(shù)碼管構成，數(shù)碼管的3 3、8 8管腳內管腳內部都是相連的，不能同時接地，否則數(shù)碼管就被短路了，部都是相連的，不能同時接地，否則數(shù)碼管就被短路了，3 3或或8 8端應接一個端應接一個100100500500的電阻，不然顯示的數(shù)字會的電阻，不然顯示的數(shù)字會太亮，會燒壞數(shù)碼管。小數(shù)點上也應接上電阻，否則小數(shù)太亮，會燒壞數(shù)碼管。小數(shù)點上也應接上電阻，否則小數(shù)點太亮，不會顯示數(shù)字。點太亮

37、，不會顯示數(shù)字。3.1.7安裝方法面包板使用安裝方法面包板使用n課程設計采用課程設計采用4 45 5塊面包板塊面包板n合理布局、布線合理布局、布線面包板結構圖面包板結構圖斷點斷點斷點斷點斷點斷點斷點斷點導通導通2009-7-1 盧慶莉 編寫安裝方法面包板使用安裝方法面包板使用n布局布局 1 1、集成電路缺口方向一致、集成電路缺口方向一致 2 2、元件疏密合理、元件疏密合理 3 3、元件位置合理、元件位置合理 顯示（上端）按鍵（下端）顯示（上端）按鍵（下端）. . 4 4、電路結構合理、電路結構合理 模擬、數(shù)字分開；大小信號分開；信號源模擬、數(shù)字分開；大小信號分開；信號源獨立獨立 5 5、便于走

38、線、便于走線 n布線布線 1 1、顏色、顏色 電源紅電源紅 地線黑地線黑 排線排線不同顏色不同顏色 2 2、走向橫平豎直（不同于、走向橫平豎直（不同于PCBPCB設計）設計） 3 3、不架、不架“天橋天橋”，不走，不走“地溝地溝”（便于查找（便于查找故障、更換導線）故障、更換導線） 4 4、線盡可能短、線盡可能短 5 5、符合走線規(guī)則（參考有關、符合走線規(guī)則（參考有關PCBPCB設計的書）設計的書） 3.1.8 安裝、調測安裝、調測n按單元、模塊安裝、調測，邊安裝邊調測按單元、模塊安裝、調測，邊安裝邊調測n其它同實驗（略）其它同實驗（略）四、預習要求四、預習要求4.1 4.1 認真閱讀教材認真閱讀教材 要求認真閱讀要求認真閱讀電子電路課程設計電子電路課程設計第一、二、三章第一、二、三章4.2 4.2 查閱資料查閱資料 查找設計提示中要求的各種參考資料并認真學習。查找設計提示中要求的各種參考資料并認真學習。7413274132、 40294029、 CC4518CC4518、 74HC401774HC4017、CD4511CD4511等芯片及管腳等芯片及管腳4.3 4.3 設計電路并繪制電