重庆大学数电路课程设计

1 自动换挡型1HZ-9.99KHZ频率计

一． 设计任务与要求

1.设计一个能测量1HZ-9.99KHZ、TTL电平的频率计，具有自动换挡动能。

要求用三位数字显示，1-999HZ显示单位为HZ、1KHZ-9.99KHZ显示单位为0.01KHZ。画出完整的电路图，说明电路的工作原理。

2.根据参考电路分析其工作原理并解答思考题。

3.根据原理电路图，在印刷电路图中标出元器件的位置及代号，并完成跳线，使连接完整。

4.组装、调试频率计；写出实验、调试报告。

二．方案设计与论证

总体分析：数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。频率即是单位时（1S）内信号发生周期变化的次数。如果我们能在给定的1S时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。其最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。

方案一：图1是数字频率计的组成框图。被测信号Vx 经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号I，其频率与被测信号的频率f x 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t1=1 秒，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内计数器计得的脉冲个数为N， 则被测信号频率f x =NHz。逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲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1所示。 2

图1——数字频率计的组成框图和波形图

电路原理图如图2所示。该电路主要由四部分组成：放大整形电路、时基电路、逻辑控制电路以及输出显示电路。

1 设计内容与设计要求

设计内容：

本课题要求以单片机为核心设计一个音乐播放器，完成多曲选择播放控制、停止控制、省电模式控制等功能。音乐播放器利用单片机的定时器产生乐谱的各种频率方波，信号经过放大后由喇叭发出声音，选取某段音乐使单片机连续播放。设计3个按键：播放/停止、下一曲、上一曲；4位LED显示器，用来显示所选曲目，该显示器在播放期间为了节省电源，设计为关闭状态，当一歌曲演奏结束，或选曲时显示器才显示曲目信息。要求焊接好开发板，在开发板上进行调试。

设计要求：

1）确定系统设计方案；

2）进行系统的硬件设计；

3）完成必要元器件选择；

4）开发板焊接及测试

5）系统软件设计及调试；

6）系统联调及操作说明

7）写说明书 2 主 要 设 计 条 件

1、 MCS-51单片机实验操作台1台；

2、 PC机及单片机调试软件，仿真软件proteus；

3、 开发板1块；

4、 制作工具1套；

5、 系统设计所需的元器件。

说 明 书 格 式

目录

第1章、概述

第2章、系统总体方案设计

第3章 硬件设计

第4章 软件设计及调试

第5章 系统联调及操作说明

第6章 总结

参考文献

附录A 系统硬件原理图

附录B 程序清单 3 进 度 安 排

设计时间分为二周

第一周

星期一、上午：布置课题任务，课题介绍及讲课。

下午：借阅有关资料，总体方案讨论。

星期二、分班级焊接开发板

星期三、确定总体方案，学习与设计相关内容。

星期四、各部分方案设计，各部分设计。

星期五、设计及上机调试。

星期六、设计并调试

第二周

星期一：设计及上机调试。

星期二：调试，中期检查。

星期三：调试、写说明书。

星期四--星期五上午：写说明书、完成电子版并打印成稿。

星期五下午：答辩。

参 考 文 献

参考文献

1、王迎旭编.《单片机原理与应用》[M].机械工业出版社.

2、楼然苗编.《51系列单片机设计实例》[M].北京航空航天大学出版社.

课程设计（论文）任务书

机械工程 院（部） 测控 教研室

学号 学生姓名 专业（班级）

题目 单按钮PLC课程设计

设计

技术

参数 1. 单按钮单路输出控制程序设计

控制要求：用一只按钮控制一盏灯，第一次按下时灯亮，第二次按下时灯灭，奇数次灯亮，偶数次灯灭。

2. 单按钮双路单通输出控制程序设计

控制要求：用一只按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二次按下时第一盏灯灭，同时第二盏灯亮，第三次按下时两盏灯同时灭，以此规律循环下去。

3. 单按钮双路单双通输出控制程序设计

控制要求：用一只按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二次按下时第一盏灯灭，同时第二盏灯亮，第三次按下时两盏灯同时亮，第四次按下时两盏灯同时灭，以此规律循环下去。

设计

要求

1． 用计数指令实现。

2． 用计数指令实现。

3． 用计数指令实现。

工

作

量 1. 完成设计说明书30～40页。

2. 完成控制要求，附着相关图片。

工作

计划 1. 第一周完成查阅资料，设计方案，设计梯形图；

2. 第二周完成软硬件的调试工作：搭建硬件-修改软件-在调试-直至完成；

3. 第三周完成课程设计说明书的撰写（包括目录，正文，参考文献等）；交设计说明书并答辩。

参考

资料

[1] 邓星钟.机电传动控制(第三版)[M].武汉:华中科技大学出版社,2001.3.

[2] 廖常初.可编程序控制器应用技术(第三版)[M].重庆:重庆大学出版,1998.10.

[3] 张万忠.可编程序控制器入门及应用实例[M].北京:中国电力出版社,2005.7.

[4] 于庆广.可编程控制器原理及系统设计[M].北京:清华大学出版社,2004.5.

指导教师签字 教研室主任签字

年 月 日

电气工程及其自动化（工学学士）

一、毕业生应具备的知识和能力

（1）掌握数学、物理、化学等自然科学的基础知识；

（2）系统地掌握本专业领域的技术基础理论知识，主要有电子技术、电工理论、控制理论、信息处理、计算机软、硬件等的基础理论与应用等；

（3）具有工业过程控制与分析，解决强弱电并举的宽口径专业的技术问题的能力；

（4）掌握本专业的各种实验和操作技能，具有较强的动手能力和工作适应能力；

（5）了解本专业的理论前沿、应用前景和发展动态，具有一定的科学研究和科研开发的能力；

（6）掌握文献检索和资料查询的基本方法，能够独立获取相关的知识；

（7）有较强的外语应用能力。

二、专业课程设置

1、专业基础课

高等数学、概率论与数理统计、线性代数、复变函数与积分变换、大学物理、大学物理实验、微机原理及应用△、电路△、数字电子技术△、模拟电子技术△、画法几何与机械制图、电磁场理论与应用△、电磁测量技术△、电力电子学△、自动控制原理△、电机学△、单片机原理与接口技术△、电力拖动基础△。

2、专业课

电力工程△、电力系统分析、工业过程控制与自动化仪表△、控制电机△、电气控制与PLC△。

3、专业选修课

文献检索、专业外语、电机设计、虚拟仪器、VB程序设计、电气CAD、智能仪器、工厂供电系统、直流调速系统、计算机控制技术、数字自动化、数控与数显、控制系统仿真、计算机网络技术、集散控制系统。

三、专业实践教学内容

金工实习、电子实习、模电课程设计、数电课程设计、电力电子学课程设计、工厂供电课程设计、检测技术实验、自动化仪表实验、电气控制与PLC课程设计、单片机课程设计、电机设计课程设计。

四、研究生专业

电机与电气、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、农业电气化与自动化、测试计量技术及仪器。

五、与高中科目的相关程度 语文C、数学B、英语B、物理A、化学E、生物E、计算机B、政治E、历史E、地理E、美术E、音乐E。