数字频率计设计报告
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数电课程设计报告题目:频率计目录第一章设计指标 (2)1.1设计指标 (2)第二章系统概述 (3)2.1设计思想 (3)2.2可行性论证 (3)2.3各功能的组成 (3)2.4总体工作过程 (3)第三章单元电路设计与分析 (5)3.1各单元电路的选择 (5)3.2设计及工作原理分析 (5)第四章电路的组构与调试 (12)4.1遇到的主要问题 (12)4.2现象记录及原因分析 (12)14.3解决措施及效果 (12)4.4功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据 (12)第五章结束语 (15)5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向 (15)5.2总结设计的收获与体会 (15)附图(电路图、电路总图) (16)参考文献 (18)第一章:设计指标设计指标:要求设计一个测量TTL方波信号频率的数字系统。
用按键选择测量信号的频率。
测试值采用4个LED七段数码管显示,并以发光二极管只是测量对象(频率)的单位:Hz、kHz。
频率的测量范围有四档量程。
1)测量结果显示4位有效数字,测量精度为万分之一。
2)频率测量范围:100.1Hz——999.9kHz,分四档。
第一档:100.1Hz——999.9kHz第二档:1.000Hz——9.999kHz第三档:10.00kHz——99.99kHz第四档:100.0kHz——999.9kHz3)量程切换可以采用两个按键或由电路控制自动切换。
4)设计一个周期性方波产生电路频率计调试所需的信号。
输出信号的频率范围与测量范围相同,分为四个量程。
再设置四个按键在每档范围内选择4为有效数字的9~16个固定频率,最高位数值必须分布为1~9,信号占空比可以任意。
第二章:系统概述2.1设计思想所谓周期性信号频率,是指信号在1s时间内的周期数。
所以,通过记录信号在1s内的周期数即可确定其频率。
2.2可行性论证针对上述设计思想,可采用计数器来实现记录周期数的功能;采用时基信号产生计数时间作为采样时间;要通过数码管显示结果,考虑如果计数器直接将数据输入到数码管显示,则会出现数码管的数据不断变化,累计增加的情况,例如,一信号的频率为100Hz,计数器则会从1一直计数,数码管会在每秒内变化100次,所以采用寄存器或锁存器,在每个时间信号内,给予一个高电平使能有效,将计数器的数值锁存到寄存器或者锁存器。
数频率计的设计实验报告一、实验目的本实验的目的是设计并实现一个能够准确测量输入信号频率的数频率计。
通过本次实验,深入理解频率测量的原理和方法,掌握数字电路的设计与实现技能,提高解决实际问题的能力。
二、实验原理频率是指单位时间内信号周期性变化的次数。
数频率计的基本原理是在给定的时间间隔内对输入信号的脉冲个数进行计数,然后根据时间间隔和计数值计算出输入信号的频率。
常见的数频率计测量方法有直接测频法和间接测频法。
直接测频法是在单位时间内(通常为 1 秒)对输入信号的脉冲进行计数,得到的计数值即为输入信号的频率。
间接测频法是先测量输入信号的周期,然后通过计算周期的倒数得到频率。
在本实验中,我们采用直接测频法。
使用计数器对输入信号在 1 秒内的脉冲个数进行计数,计数结果通过数码管显示出来,即为输入信号的频率值。
三、实验设备与器材1、数字电路实验箱2、示波器3、函数信号发生器4、集成电路芯片(如计数器、译码器、数码管驱动芯片等)5、电阻、电容、导线等四、实验设计1、计数器模块选用合适的计数器芯片,如 74LS160 十进制计数器。
通过级联多个计数器实现对较大频率范围的测量。
2、控制模块设计一个控制电路,产生 1 秒的测量时间间隔。
可以使用 555 定时器和相关的电阻、电容组成单稳态触发器来实现。
3、显示模块选用数码管作为频率显示器件。
使用译码器芯片(如 74LS48)将计数器的输出转换为数码管的驱动信号。
五、实验步骤1、按照设计原理图在实验箱上连接电路,确保连接正确无误。
2、打开函数信号发生器,产生一个已知频率的正弦波信号,作为输入信号。
3、接通实验箱电源,观察数码管的显示值。
4、调整输入信号的频率,观察数码管显示值的变化,并与已知频率进行对比,验证测量的准确性。
5、使用示波器同时观察输入信号和计数器的输出信号,检查电路的工作状态。
六、实验结果与分析1、当输入信号频率较低时,测量结果较为准确,与已知频率的误差较小。
数字频率计设计报告数字频率计是一种用于测量信号频率的仪器,广泛应用于电子领域。
本文将针对数字频率计的原理、工作方式以及应用进行详细介绍。
一、引言数字频率计是一种基于数字信号处理技术的测量仪器,它能够精确地测量信号的频率。
它广泛应用于通信、无线电、音频和视频等领域,对于各种信号的频率测量具有重要意义。
二、原理数字频率计的测量原理基于信号的周期性特征。
当一个信号通过数字频率计时,它会被转换成数字信号,并通过计数器进行计数。
通过计数器的计数结果和时间基准的参考值进行比较,就可以得到信号的频率。
三、工作方式数字频率计的工作方式通常分为两种:直接计数法和间接计数法。
1. 直接计数法:该方法直接对信号进行计数,通过计数器对信号的脉冲进行计数,并将计数结果进行处理得到频率值。
这种方法简单直接,但对于高频率信号的计数精度较低。
2. 间接计数法:该方法通过将信号的频率分频至低频范围内进行计数。
通过将高频信号分频后再进行计数,可以提高测量的精度。
四、应用数字频率计在各个领域都有广泛的应用,以下是一些常见的应用场景:1. 通信领域:数字频率计在通信系统中被用于测量信号的载波频率,确保信号的稳定传输。
同时,数字频率计还可以用于频率偏移的测量,以评估通信系统的性能。
2. 无线电领域:数字频率计被用于测量无线电频率,对于射频信号的测量具有重要意义。
它可以用于无线电台站的调试和维护,以确保无线电信号的质量和稳定性。
3. 音频和视频领域:数字频率计在音频和视频设备的校准和测试中被广泛应用。
它可以测量音频和视频信号的频率,以确保音频和视频设备的正常工作。
4. 科学研究领域:数字频率计在科学研究中也起到了重要的作用。
比如,在天文学研究中,数字频率计可以用于测量天体的射电信号频率,从而研究宇宙的演化和结构。
五、总结数字频率计作为一种精确测量信号频率的仪器,在电子领域中有着广泛的应用。
本文从原理、工作方式和应用等方面对数字频率计进行了详细介绍。
数字频率计设计报告数字频率计设计报告一、设计目标本次设计的数字频率计旨在实现对输入信号的准确频率测量,同时具备操作简单、稳定性好、误差小等特点。
设计的主要目标是实现以下功能:1. 测量频率范围:1Hz至10MHz;2. 测量精度:±0.1%;3. 具有数据保持功能,可在断电情况下保存测量结果;4. 具有报警功能,可设置上下限;5. 使用微处理器进行控制和数据处理。
二、系统概述数字频率计系统主要由以下几个部分组成:1. 输入信号处理单元:用于将输入信号进行缓冲、滤波和整形,以便于微处理器进行准确处理;2. 计数器单元:用于对输入信号的周期进行计数,并通过微处理器进行处理,以得到准确的频率值;3. 数据存储单元:用于存储测量结果和设置参数;4. 人机交互单元:用于设置参数、显示测量结果和接收用户输入。
三、电路原理数字频率计的电路原理主要包括以下步骤:1. 输入信号处理:输入信号首先进入缓冲器进行缓冲,然后通过低通滤波器进行滤波,去除高频噪声。
滤波后的信号通过整形电路进行整形,以便于微处理器进行计数。
2. 计数器单元:整形后的信号输入到计数器,计数器对信号的周期进行计数。
计数器的精度直接影响测量结果的精度,因此需要选择高精度的计数器。
3. 数据存储单元:测量结果和设置参数通过微处理器进行处理后,存储在数据存储单元中。
数据存储单元一般采用EEPROM或者Flash 存储器。
4. 人机交互单元:人机交互单元包括显示屏和按键。
用户通过按键设置参数和查看测量结果。
显示屏用于显示测量结果和设置参数。
四、元器件选择根据系统设计和电路原理,以下是一些关键元器件的选择:1. 缓冲器:采用高性能的运算放大器,如OPA657;2. 低通滤波器:采用一阶无源低通滤波器,滤波器截止频率为10kHz;3. 整形电路:采用比较器,如LM393;4. 计数器:采用16位计数器,如TLC2543;5. 数据存储单元:采用EEPROM或Flash存储器,如24LC64;6. 显示屏:采用带ST7565驱动的段式液晶显示屏,如ST7565R。
数字频率计的设计实验报告实验名称:数字频率计的设计实验日期:2021年7月1日实验目的:设计并实现一个基于计数器的数字频率计,使用计数器测量输入信号的频率,并将结果显示在数码管上。
实验器材:FPGA开发板、数字频率计模块、计数器模块、数码管模块。
实验原理:1. 计数器模块设计一个计数器模块,用于计数示波器输入脉冲信号的时间。
计数器的计数时间可以根据需要进行调整。
2. 数字频率计模块设计一个数字频率计模块,用于将计数器的计数时间转换为输入信号的频率。
通过计算计数器的计数值来计算频率,并将结果显示在数码管上。
3. 数码管模块设计一个数码管模块,用于将数字频率计模块计算出的频率值转换为可以在数码管上显示的数码。
实验步骤:1. 搭建实验电路将FPGA开发板连接到计数器模块、数字频率计模块和数码管模块。
2. 编写Verilog代码根据上述原理,编写计数器模块、数字频率计模块和数码管模块的Verilog代码。
3. 编译代码并下载到FPGA开发板使用Xilinx Vivado软件将Verilog代码编译成比特流文件,并将比特流文件下载到FPGA开发板中。
4. 测试实验将示波器的输出信号连接到数字频率计的输入端,并将数字频率计连接到数码管。
通过计算数字频率计的输出,验证数字频率计的测量准确性。
实验结果:经过测试,数字频率计的测量准确度在实验误差范围内。
输入不同频率的信号时,数码管能够正确显示频率值。
实验总结:通过本次实验,成功设计并实现了一个基于计数器的数字频率计。
该实验不仅巩固了计数器、数码管等模块的设计知识,也提高了学生的Verilog编程能力。
在实验中,学生还学习了如何使用FPGA开发板进行数字电路实验,以及测试和验证数字电路的方法和技巧。
数字频率计课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 让学生理解数字频率计的基本原理,掌握频率、周期等基本概念;2. 使学生掌握数字频率计的使用方法,能够正确操作仪器进行频率测量;3. 引导学生运用已学的数学知识,对测量数据进行处理,得出正确结论。
技能目标:1. 培养学生动手操作仪器的技能,提高实验操作能力;2. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力,提高数据分析处理技能;3. 培养学生团队协作能力,提高实验过程中的沟通与交流技巧。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对物理实验的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨的科学态度,养成实验过程中认真观察、准确记录的好习惯;3. 引导学生认识到物理知识在实际应用中的价值,提高学以致用的意识。
课程性质:本课程为物理实验课,结合数字频率计的原理与应用,培养学生的实践操作能力和数据分析能力。
学生特点:六年级学生具备一定的物理知识和数学基础,对实验操作充满好奇,具备初步的团队合作能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,以学生为主体,引导学生主动参与实验过程,培养其动手能力和解决问题的能力。
通过课程目标的分解,使学生在实验过程中达到预期的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 数字频率计基本原理:- 频率、周期的定义与关系;- 数字频率计的工作原理;- 数字频率计的测量方法。
2. 实验操作技能:- 数字频率计的操作步骤;- 实验过程中的注意事项;- 数据记录与处理方法。
3. 教学大纲:- 第一课时:介绍数字频率计的基本原理,让学生了解频率、周期的概念及其关系;- 第二课时:讲解数字频率计的工作原理,引导学生掌握其操作方法;- 第三课时:分组进行实验操作,让学生动手测量不同频率的信号;- 第四课时:对测量数据进行处理与分析,培养学生数据分析能力;- 第五课时:总结实验结果,讨论实验过程中遇到的问题及解决办法。
4. 教材章节:- 《物理》六年级下册:第六章《频率与波长》;- 《物理实验》六年级下册:实验八《数字频率计的使用》。
根据系统设计要求, 需要实现一个 4 位十进制数字频率计, 其原理框 图如图 1 所示。
主要由脉冲发生器电路、 测频控制信号发生器电路、 待测 信号计数模块电路、 锁存器、 七段译码驱动电路及扫描显示电路等模块组 成。
由于是4位十进制数字频率计, 所以计数器CNT10需用4个,7段显示译 码器也需用4个。
频率测量的基本原理是计算每秒钟内待测信号的脉冲个 数。
为此,测频控制信号发生器 F_IN_CNT 应设置一个控制信号时钟CLK , 一个计数使能信号输出端EN 、一个与EN 输出信号反 向的锁存输出信号 LOCK 和清零输出信号CLR 。
若CLK 的输入频率为1HZ ,则输出信号端EN 输出 一个脉宽恰好为1秒的周期信号, 可以 作为闸门信号用。
由它对频率计的 每一个计数器的使能端进行同步控制。
当EN 高电平时允许计数, 低电平时 住手计数,并保持所计的数。
在住手计数期间,锁存信号LOCK 的上跳沿 将计数器在前1秒钟的计数值锁存进4位锁存器LOCK ,由7段译码器译出 并稳定显示。
设置锁存器的好处是: 显示的数据稳定, 不会由于周期性的标准时钟 CLKEN待测信号计数电路脉冲发 生器待测信号F_INLOCK锁存与译 码显示驱 动电路测频控制信 号发生电路CLR扫描控制数码显示清零信号而不断闪烁。
锁存信号之后,清零信号CLR对计数器进行清零,为下1秒钟的计数操作作准备。
时基产生与测频时序控制电路主要产生计数允许信号EN、清零信号CLR 和锁存信号LOCK。
其VHDL 程序清单如下:--CLK_SX_CTRLLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CLK_SX_CTRL ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC;LOCK: OUT STD_LOGIC;EN: OUT STD_LOGIC;CLR: OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE ART OF CLK_SX_CTRL ISSIGNAL Q: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF(CLK'EVENT AND CLK='1')THENIF Q="1111"THENQ<="0000";ELSEQ<=Q+'1';END IF;END IF;EN<=NOT Q(3);LOCK<=Q(3)AND NOT(Q(2))AND Q(1);CLR<=Q(3)AND Q(2)AND NOT(Q(1));END PROCESS;END ART;测频时序控制电路:为实现系统功能,控制电路模块需输出三个信号:一是控制计数器允许对被测信号计数的信号EN;二是将前一秒计数器的计数值存入锁存的锁存信号LOCK;三是为下一个周期计数做准备的计数器清零信号CLR。
数字频率计设计报告学院:姓名:学号:专业:指导老师:2008-11-11一.内容介绍数字频率计是用来测量信号频率的装置。
它可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中,经常要用到频率计。
由于其用十进制数显示,测量速度、精度高、显示直观,因此频率计得到广泛的应用。
二.设计内容、技术指标及框图设计内容:设计只用一只数码管显示结果的数字频率计。
技术指标:1.被测量信号频率范围:1KHZ-999KHZ2.测量精度:测量显示3位有效数字3.时基时间宽度:1ms4.测试和显示方法:(1)只用一只数码管显示结果。
(2)每2秒钟自动测试一次,按百、十、个、全灭的顺序逐位显示测试结果,每位的显示时间为0.5秒。
数字频率计的框图:如图1。
图1 频率计系统框图三.单元电路设计1. 时基产生电路时基信号的产生电路可用石英晶体振荡器经分频后得到高稳定度的时基信号。
图2采用CC4060十四级计数器构成0.5s脉冲(3)和毫秒脉冲1ms时基信号。
12脚接地。
图2 秒脉冲和毫秒脉冲时基产生电路2.节拍信号发生器设计要求每2秒自动测试一次,按百、十、个、灭的顺序逐位显示测试结果。
由此可知,节拍信号发生器需产生四种状态的变化,变化周期为2秒。
四种状态信号可以提供给数据选择器的地址端,用来逐位显示百、十、个、灭,2秒的周期信号用来控制计数器计数,保持和清零。
如图3。
节拍信号发生器图3 节拍信号发生器及波形3.整形电路将输入的被测信号送入施密特触发器74LS132的输入端,其输入将得到矩形波至闸门输入如图4。
图4 整形电路4.控制电路(门控电路)要求控制器每2秒向主闸门输入一个时间为2秒,采样脉宽为1ms的周期信号,如图5。
采用2个D触发器,以时基信号T=1ms作为同步时钟脉冲。
控制器电路图5 控制器电路及波形图5.译码显示电路计数器锁存百、十、个数据传送到数据选择器,数据选择器受节拍信号的控制,分时地送入译码显示电路,故译码显示由数据选择器、译码器及数码管组成。
电子线路课程设计报告姓名:**学号:*********专业:电气工程及其自动化日期: 2012-10-13目录1 概述 (3)2 方案论证………………………2.1 方案一 (4)2.2 方案二 (4)3.3方案选择 (5)3 数字频率计设计原理 (5)4、单元电路分析 (6)【2 (6)1、放大整形电路】【1 (7)2、时基电路】【1 (7)3、逻辑控制】4、锁存器 (8)六、调试电路板中出现的问题及解决办法 (10)七、课程设计体会 (11)八、集成芯片功能介绍 (12)1、74LS573 (12)2、74LS48 (12)3、74LS90 (13)4、555构成的单稳触发器和多谐振荡器 (14)参考文献 (14)附一:电路总图...................................... 错误!未定义书签。
附二:电路PCB图.................................... 错误!未定义书签。
附三:PCB-3D图..................................... 错误!未定义书签。
附四:元件清单...................................... 错误!未定义书签。
一、概述数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器,它的基本功能是测量正弦信号、方波信号、尖脉冲信号以及其他各种单位时间内变化的物理量,因此它的用途十分广泛:数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
数字频率计的设计原理实际上是测量单位时间内的周期数。
这种方法免去了实测以前的预测,同时节省了划分频段的时间,克服了原来高频段采用测频模式而低频段采用测周期模式的测量方法存在换挡速度慢的缺点。
通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数,此时我们称闸门时间为1秒。
闸门时间也可以大于或小于一秒。
闸门时间越长,得到的频率值就越准确,但闸门时间越长则每测一次频率的间隔就越长。
闸门时间越短,测的频率值刷新就越快,但测得的频率精度就受影响。
在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此,频率的测量就显得更为重要。
测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。
电子计数器测频有两种方式:一是直接测频法,即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法,如周期测频法。
直接测频法适用于高频信号的频率测量,间接测频法适用于低频信号的频率测量。
集成电路的类型很多,从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2大类。
数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统,以及其它电子设备中。
一般说来,数字系统中运行的电信号,其大小往往并不改变,但在实践分布上却有着严格的要求,这是数字电路的一个特点。
数字集成电路作为电子技术最重要的基础产品之一,已广泛地深入到各个应用领域。
二、方案论证1、方案一利用软硬件相结合的方法,其主要部件有AT89C51单片机芯片、74HC164驱动数码显示寄存芯片、74LS48位选芯片,放大电路,计时电路,LED数码管和一些电容、电阻等组成,其原理图如下:图1 :方案一原理框图该方案可以测量多个通带的信号,通过同部门和功能切换部分电路进行分时复用。
用两个计数器实现时间计数和事件计数分不开。
在有必要队的显示其它通道的测量结果的时候,另一个通道的数据会被锁存在单片机里,并可以通过键盘进行相应的设置。
2、方案二纯硬件的实现方法,系统采用由时基电路、放大整形电路、逻辑控制电路、闸门电路、计数器、锁存器、数码显示器七部分组成。
时基电路的作用是产生一个标准时间信号(高电平持续时间为1s),经过三极管9013和74LS00放大整形,由74LS90十进制计数器和74LS573锁存器将所测的频率传给数码管,显示出来。
图2:方案二结构图3、方案选择显然方案一要比方案二简洁、新颖,采用先测信号的周期,然后再通过单片机求周期的倒数的方法,从而得到我们所需要的低频信号的测量精度。
但是方案一得具体电路在实现时比较繁琐,而且实现的高精度测量对软件的编写要求比较高。
方案二可根据闸门时间选择量程范围。
而方案二最大的特点就是全硬件电路实现,电路稳定性好、精度高、没有繁琐的软件调试过程,大大的缩短了测量周期。
根据实际实验现有的器件及我们所掌握的知识层面,我们选择采用方案二。
三、数字频率计设计原理所谓频率,就是周期性信号在单位时间(1s) 内变化的次数.若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数为N,则其频率可表示为fx=N/T 。
因此,可以将信号放大整形后由计数器累计单位时间内的信号个数,然后经译码、显示输出测量结果,这是所谓的测频法。
可见数字频率计主要由放大整形电路、闸门电路、计数器电路、锁存器、时基电路、逻辑控制、译码显示电路几部分组成。
被测信号V经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号I,其频率与被测X信号的频率x f相同。
时基电路提供标准时间基准信号II,其高电平持续时间t=1s,当l秒信号来到时,闸门开通,被测脉冲信号通过闸门,计数器开始计1数,直到l秒信号结束时闸门关闭,停止计数。
若在闸门时间1s内计数器计得f=NHz。
逻辑控制电路的作用有两个:一是产的脉冲个数为N,则被测信号频率x生锁存脉冲IV,使显示器上的数字稳定;二是产生清"0"脉冲V,使计数器每次测量从零开始计数。
各信号之间的时序关系如图3所示。
四、单元电路分析【21、放大整形电路】图4:放大整形电路的原理图放大整形电路由晶体管9013与74LS00 等组成。
其中9013组成放大器将输f的周期信号如正弦波、三角波等进行放大。
与非门74LS00构成施密入频率为x特触发器,它对放大器的输出信号进行整形,使之成为矩形脉冲。
2、时基电路】【10u F5:时基电路时基电路的作用是产生一个标准时间信号(高电平持续时间为 1s ),由定时器555构成的多谐振荡器产生。
若振荡器的频率 0f =()=+211t t 0.8Hz ,则振荡器的输出波形如图一中的波形所示,其中1t =1s ,2t =0.25s 。
由公式1t =0.7(34R R +)C 和2t = 0.73R C ,可计算出电阻1R 、2R 及电容C 的值。
3、逻辑控制】【1图6:逻辑控制电路根据图6示波形,在计数信号Ⅱ结束时产生锁存信号Ⅳ,锁存信号Ⅳ结束时产生清"0"信号Ⅴ。
脉冲信号Ⅳ和Ⅴ可由两个555单稳态触发器产生,它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。
设锁存信号Ⅳ和清"0"信号Ⅴ的脉冲宽度w t 相同 ,如果要求w t =0.02s , 则得w t =s C R R 02.0)(1.121=+。
若取ext R =10kΩ,则C=uF R R t 2.2)(1.121=+。
由 555单稳态触发器的功能可得,当触发脉冲从U15的TRIG 端输入时,在触发脉冲负跳变作用下,输出端3脚OUT 可获得一负脉冲,其波形关系正好满足图一所示的波形Ⅳ和Ⅴ的要求。
手动复位开关S 按下时,计数器清"0"。
4、锁存器4LS573图7:锁存器锁存器的作用是将计数器在 1s 结束时所计得的数进行锁存,使显示器上能稳定地显示此时计数器的值。
如图3(b)所示,1s 计数时间结束时,逻辑控制电路发出锁存信号Ⅳ,将此时计数器的值送译码显示器。
选用两个 8 位锁存器 74L573 可以完成上述功能。
当时锁存信号 CP 的正跳变来到时,锁存器的输出等于输入,即。
从而将计数器的输出值送到锁存器的输出端。
高电平结束后,无论D 为何值,输出端的状态仍保持原来的状态不变。
所以在计数期间内,计数器的输出不会送到译码显示器。
五、PCB板制作及元件的焊接【31、电路原理图的绘制】在各单元电路设计的基础上,用 Protel 99 SE 软件画出单元电路,再把各个单元电路连接起来,画出符合软件要求的系统整体逻辑电路图。
系统整体电路设计完成后,对系统整体进行仿真,验证设计的正确性。
通过查阅数字电路器件手册或网络,掌握所选电子元器件,尤其是中大规模集成电路的性能、引脚定义以及封装形式,明确各器件的输入端、控制端对信号的要求和输出信号的特点。
画出电路图后,检查无误就对每个器件进行封装,再生成PCB文件,设置好焊盘的大小,元件的尺寸大小后按照原理图把器件的位置摆放规范,设置好布线规则,一般先用20mil,地线和电源线用40mil。
在设置成单层板后就可以布线了,布完线后检查无误就能做电路板了。
2、电路板的制作流程为:1) 在PCB文件中量好要制作的电路板的长和宽,得到尺寸后制作规定要求的单层板;2) 把板子放在打孔机的针头下方,固定好板子,调节好距离,然后打出需要的针孔。
3) 打印出PCB图纸,将打印好的图纸与板子上的针孔在对孔机上对好针孔,然后固定纸与板子位置。
4) 把板子放到加热机上走四次,拆掉板子上的纸,看板子上是否有短线,如果有短线就用油笔画好线,一切确认无误后就放到腐蚀池中把多余的铜腐蚀等几十分钟后就能得到电路板了,最后洗干净涂上松香板子就做好了。
3、电路板的焊接:对应PCB图上的元件将所用到的器件底座焊接到电路板上,有跳线的话要先焊接跳线,在焊接的过程中要避免焊锡与电路板上的铜线相交,而且要注意底座对应芯片的封装关系。
其中,对应缺口的左下角第一个管脚号为1然后按逆时针方向依次为2、3……,要避免跳线与管脚相交焊接时的注意二极管的极性,在焊接之前用在焊接之前要把各个电阻的阻值用万用表测试,检查阻值是否正确;检查变压器的型号,确定220V交流电经变压器变压后是合适的电压;最好选用220V/25W的电烙铁;焊接时动作要以把电路板铜线烫坏;焊接要准确;每焊接好一处注意要检查是否有短路现象。
焊接完毕后进行调试,具体步骤是在接通电源前,先用万用表仔细检查各线路是否有短路、短路、虚焊、漏焊现象。
检查无误后,接通电源,用万用表按原理图从信号源开始一级一级测试个测试点处的电压是否合服设计标准。
如果有不符合设计要求的地方则需要检查原理图是否合理,如果检查原理图无误,就要仔细检查电路是否有问题并改正问题,改正后再进行同样的测试,直到正常为止。
然后再测试各个芯片的电压是否正常,反复检查调试,直到没有错误,电路能够正常工作合服设计要求为止。
六、调试电路板中出现的问题及解决办法调试电路板中出现的问题:开始调试是不正常工作,经请教老师后,发现是因为电路本来是用74LS123做单稳触发器,但改为555后未考虑功能上的时序问题,故导致计数器74LS90虽然收到计数脉冲,但计数器一直处于清零状态,即R0端一直处于高电平状态不计数。