数字频率计电路

第二章电路得总体设计方案电路整体框架如图一所示。被测信号经过放大,整形电路将其转换成同频率冲信号,秒脉冲信号源含有个高稳定得石英振荡器与一个多级分频器共同决定,其被测信号放大整形计数显示秒脉冲门电路图2-1方案一框架图本方案采用单片机程序处理输入信号并且将结果直接送往LED显示,为了提高系统得稳定性,输入信号前进行放大整形,在通过A/D转换器输入单片机系统,采用这种方法可大大提高测试频率得精度与灵活性,并且能极大得减少外部干扰,用数数码显示电路单片机器大整形电路频率计专用模块,即大规模集成电路将计数器、锁存器、译码、位与段驱动,量程及小数点选择等电路集成在一块芯片中,该方案在技术上就是可行得,数数码显示电路专用数字频率计方案一:具有设计复杂度小、电路简洁、功能实用且成本低廉等特点,其稳定方案二:采用单片机处理能较高要求,但成本提高且设计复杂,虽然可以达到很高得精度要求,但就是,VHDL编程语言就是我们在学习过程中没有接触过得,短期内也很难掌握并且熟练运用。方案三:用专用频率计设计模块固然设计简单且稳定但系统可扩展性能较2.1.3方案得选择理容易理解,所设计得数字频率计稳定性好,基本上能够满足设计要求,所以我采种设计方案。译码显示电路锁锁存器电路逻辑控制闸门电路放大整形电路时基电路分频电路电源电路信号输入电路计数器电路测信号输入闸门电路、时基电路、逻辑控制电路、计数电路、锁存电路、译码显示电路,小数点移位电路,量程选择开关等组成。所谓频率,就就是周期性信号得在单位时间(1s)内变化得次数,若在一定时间f=NTs数。若在闸门时间说明:T计数器进行计数,所以又将闸门所输出得Ⅲ信号称为计数脉冲信号。若在闸门时计数器进行清零,使计数器每次测量从零开始计数。它就是由锁存信号Ⅳ结束产在这个总得电路设计中包含有几个不同功能得分电路,每个电路在本设计中都有着自己特有得功能,也只有这几个分电路组合在一起才使得整个得电路实现其所要达到得功能。所以还就是先介绍一下每一个分电路得功能特点。第三章硬件电路设计555定时器就是一种模拟电路与数字电路相结合得中规模集成电路,其内部2器A得参考电压为V,加在同相输入端,比较器A得参考电压为V,加在反相13cc2cc21得反相输入端,与同相输入端得参考电压比较后,其结果作为基本R--S触发器R_D端得输入信号;低电平触发信号加在A得同相输入端,与反相输入端得参考电压2D状态受比较器A、A得输出端控制。设电容得初始电压U＝0,t＝0时接通电源,由于电容电压不能突变,所以cDDDDu=1此时Q_=0,定时器内部放电三极管截止,电源V经R,R向电容C充电,u0cc121逐渐升高。当u上升到V时,A输出由0翻转为1,这时R_=S_=1,RS触发3cc2DD1期间,定时器输出u为高电平1。02V,比较器A得输出由1变为0,这时3cc1t<t<t期间,Q_=1,放电三极管T导通,电容C通过R放电。u按指数规律222下降,当u时比较器A1输出由0变为1,R－S触发器得,Q得0t=t时刻,u下降到V,比较器A输出由1变为0,R---S触发器得2cc2上述过程。t=0.7(R+R)C与t=0.7RC,可计算出电阻R，R及电容C得值、若取电容1122212K+5DC4762518OUT3C基信号,另一端输入经过放大整形后得未知频率得待测信号,与非门得输出端接低3A为了能测量不同电平值与波形得周期信号得频率,必须对被测信号进行放大与整形处理,使之成为能被计数器有效识别得脉冲信号。信号放大与波形整形电适得静态工作状态,即保证三极管得发射结正向偏置,集电结反向偏置,使三极管Be56D整形电路得作用就是将输入得周期性信号,如正弦波、三角波或其她呈周期性变化得波形变换成脉冲波,其周期不变。将其她波形变换成脉冲波得电路有多B5-++5VC6Ui本电路由放大电路与整形电路两部分组成。对于输入幅度比较小得正弦波,三角波,方波信号,要测量其频率大小,首先要进行放大整形,变成同频率得方波信47KViOP37-++5V控制电路就是通用电子计数器完成逻辑控制得指挥系统,控制着主闸门得开启与关闭。在控制电路得协调指挥下,全机各部分电路协调动作,完成各项测量工作。通用电子计数器得测量程序就是计数—显示—复零。也就就是说,在主门开启得时间内进行计数,然后由显示电路将计数结果显示出来,接着发出复零信号使逻辑控制电路用来产生两种控制信号,一种就是控制锁存器锁存得脉冲信号,产生计数器得清零信号,这两种信号都需要由信号负跳变触发,其中控制锁存得信号就是由时基信号负跳变触发,清零信号则就是由锁存信号得负跳变触发产生,这里就需要用到单稳态触发器,两种信号各由一单稳态触发器负责产R51411414133QQ22RRLRLRRLRL545423DDDDDDDDDCC设锁存信号与清零信号得脉冲宽度t相同,如果要求t=0、02s,则得t=0.45RC=0.02sextext3453定就能自行保持,即长期保持一位二进制码,直到有外部信号作用时才有可能改变。锁存器就是一种对脉冲电平敏感得存储单元电路,它们可以在特定输入脉冲所以在计数期间内,计数器得输出不会送到译码显示器。锁存器连接如图3-14所256925692569125692569256911112569UU?1111256956781234678125678123467812346781234QQQQQQQQQQQQQQQQKR87654321LKR87654321LLKRLLCCKRLLCC87654321DDDDDDDDDDDDDDDD874387438743878743874387438743D触发状态转换真值表74LS273得1脚就是复位CLR,低电平有效,当1脚就是低电平时,输出脚在数字测量仪表与各种数字系统中,都需要将数字量直观地显示出来,一方面供人们直接读取测量与运算得结果;另一方面用于监视数字系统得工作情况。因此,数字显示电路就是许多得数字设备不可缺少得部分。数字显示电路通常由译电子显示技术得应用与研究涉及得范围很广,包括各种发光材料得发光机理、实验;各种显示方式得基本原理及其结构形式,显示用得材料与器件得选随着经济、军事、社会与人们生活得发展,信息得种类与数量不断增加。人们生活在信息计会中,每时每刻都在获得某种信息。就是用来显示数字,文字或符号得器件,现在已有很多种不同类型得产品,广泛应用与各种数字设备中,目前数码显示器件正朝着小型,低功耗,平面化方向发展。数码显示方式一般有三中:第一种就是字形重叠式,它就是将不同字符得电极重叠起来,要显示字符,只需要使相应得电极发光即可,如辉光放电管,边光显示管近年来,由于半导体得制作与加工工艺逐步成熟与完善,发光二极管(LED:视而得到迅速发展,就是与它本身所具有得优点分不开得。这些优点概括起来就是:亮度高、工作电压低、功耗小、小型化而易与集成电路匹配、驱动简单、寿DLED显示点尺寸越来越小,解析度越来越高,而可将显示光得三基色(红、绿、蓝)复原成全彩色效果,使得发光二极管(LED)作为显示器件得应用范围日益扩数码管能将数码所代表得数显示出来,必须将数码经译码器译出,然后段制计数显示器。内部包含十进制计数与七段译码器两部分,译码输出可以直接驱LED(Light-EmittingDiode,发光二极管)有七段与八段之分,也有共阴与共阳各引脚上就是否低电平0伏。因此,共阴与共阳所需字形码恰好相反,如表3—6译码器就是组合逻辑电路得一个重要得器件,其可以分为:变量译码与显示译在数字系统中常见得数码显示器通常有:发光二极管数码管(LED数码管)与液晶显示数码管就是利用液晶材料在交变电压得作用下晶体材料会吸收光线,而没有交变电场作用下有笔划不会听吸光,这样就可以来显示数码,但由于液晶材料外界光得场合(现在便携式电脑得液晶显示器就),但液晶显示器有一个最大得优点就就是耗BLBLLTLT输入,当BL=0时,无论LT,RBI及输入A3~A0为何值,所有各段输出Ya~Yg均BI33456DC数字频率计得核心内容就就是电子计数器,近年来大规模得集成电路得到广BB3210Q32106723413210Q32100101672341A34B56通过不同得连接方式,74LS90可以实现四种不同得逻辑功能;而且还可借助3451981QQQQCC4123675二—五—十进制加法计数器,它既可以作二进制加法计数器,又可以作五进制与2231981QQQQ0CCCC12367稳压电路用于当电网电压产生波动时稳压电路利用其反馈使输出电压保持稳定。对于整个电源电路来说稳压电路得设计就是整个电路得设计至关重要得一B132INDNGA源变压器将交流电网220V得电压变为所需要得电压值,然后通过整流电路将交流电压变成脉动得直流电压。由于此脉冲得直流电压还含有较大得纹波,必须通过滤波电路加以滤除,从而得到平滑得直流电压。在整流、滤波电路之后,接上直流电压。A12有大电容,其电压仍然接近于源输出电压,这时,大电容将通过三端稳压内部调整第四章数字频率计技术指标与误差分析式中==为量化误差,就是数字仪器所特有得误差,当主控门时间TxT选定,f越低,量化误差越大fc=T为主控门时间相对误差,主要由时机电路xfTc标准频率得准确决定,fc<<1。fTfcx频率测量范围:在输入电压符合规定要求值时,能够正常进行测量得频率区间数字显示位数:频率计得数字显示位数决定了频率计得分辨率。位数越多,分234DLED6LED5LED4LED2LED1LED2LED1DD74LS4874LS4874LS4874LS4874LS4874LS4874LS27374LS273U?+574LS273+5VCCBELL1K74LS9074LS9074LS9074LS9074LS9074LS90BNPN1Kupc11upc174LS90884107K4RES2R2636K251310K47K10pF39K39K100uFVDD222200uF10pF2200uF10pFP-+7404+5V35CPQ45994CryMQ7CryMQ76CQ922pF10CP0Q1015CTQ1275-20PFQ74.7uF10k74LS12310k4.7uFU?A1UA374LS123ALS0+53.3kS?SW-PBA74ALS0074ALS00KaKaA35CLKQ2