简易数字频率计的设计精编版

沈阳航空航天大学北方科技学院课程设计说明书

课设题目简易数字频率计的设计

专业电子信息工程

班级 B141201

学号 B04120119

学生姓名刘胤麟

指导教师赵婷婷

日期 2014.12.5

沈航北方科技学院

课程设计任务书

教学系部信息工程系专业电子信息工程

课程设计题目简易数字频率计的设计

班级B141201 学号B04120119 姓名刘胤麟

课程设计时间: 14 年11 月4 日至14 年12月5 日

课程设计的内容及要求：

（一）主要内容

根据题目及基本要求（技术指标）查阅相关资料和书籍，设计（计算）电路，确定元器件参数（五天）。

待电路设计完成后，上机进行电路仿真（使用Multisim）。仿真过程中用到的仪器、调试方法、排故过程及电路技术指标的测量要做记录，最终写到报告中（十天）。

报告正文按目录要求撰写，其他内容见格式说明（五天）。

（二）基本要求

1.电路供电电源为单相交流市电。

2.每次频率检测时间为1s。

3.用四位LED数码显示0-9999Hz。

（三）主要参考书

《低频电子线路》张肃文高等教育出版社

《电子线路集》人民邮电出版社

《电子技术基础数字部分》康华光高等教育出版社（四）评语

（五）成绩

指导教师年月日

负责教师年月日

摘要

本次课设是针对简易数字频率计的设计。数字频率计主要由四个部分组成：时基电路，整形电路，控制电路和显示电路组成。在一个测量周期过程中，由时基电路产生一标准时间信号控制阀门，调节时基电路中的电阻可产生需要的标准时间信号。信号输入整形电路中，经过整形，输出一方波，通过阀门后，计时器对其计数。当计数完毕，时基电路输出一个上升沿，使锁存器打开，计数器计数结果输入译码器，从而让显示器显示，达到测量频率的目的。

关键词：频率计；译码器；锁存器；计数器；

目录

1、绪论--------------------------------------------------------------------- 1

2、方案设计与论证----------------------------------------------------------- 2

2.1计数法--------------------------------------------------------------- 2

2.2计时法--------------------------------------------------------------- 2

2.3方案的确定----------------------------------------------------------- 3

3、工作原理、硬件电路的设计或参数的计算------------------------------------- 3

3.1工作原理及框图------------------------------------------------------- 3

3.2时基电路的设计与仿真------------------------------------------------- 4

3.3 直流稳压电路设计与仿真---------------------------------------------- 6

3.4控制电路设计--------------------------------------------------------- 7

3.5 计数器电路---------------------------------------------------------- 9

3.6锁存器电路---------------------------------------------------------- 11

3.7译码显示电路-------------------------------------------------------- 13

3.8系统的工作原理分析-------------------------------------------------- 14

4、总体电路的仿真分析------------------------------------------------------ 17

5、实验心得体会------------------------------------------------------------ 20 参考文献------------------------------------------------------------------- 20 附录Ⅰ：元器件清单--------------------------------------------------------- 21 附录Ⅱ：总体电路图--------------------------------------------------------- 22

1、绪论

随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流迅猛发展的引擎就是日趋进步和完善的设计技术。目前数字频率计的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能要求，自上至下的逐层完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直到生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计过程几乎都可以用计算机来自动地完成，也就是说做到了电子设计自动化（EDA）。这样做可以大大地缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求，提高产品的竞争能力。

电子设计自动化（EDA）的关键技术之一是要求用形式化方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓硬件描述语言来描述硬件电路。所以硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电子设计自动化领域的一个重要课题。

硬件描述语言的发展至今已有几十年的历史，并已成功地应用到系统的仿真、验证和设计综合等方面。到本世纪80年代后期，已出现了上百种的硬件描述语言，它们对设计自动化起到了促进和推动作用。但是，它们大多各自针对特定设计领域，没有统一的标准，从而使一般用户难以使用。广大用户所期盼的是一种面向设计的多层次、多领域且得到一致认同的标准的硬件描述语言。80年代后期由美国国防部开发的VHDL（VHSIC Hardware Description Language）语言恰好满足了上述这样的要求，并在1987年12月由IEEE标准化（定为IEEE std 1076--1987标准，1993年进一步修订，被定为ANSI/IEEE std 1076--1993标准）。它的出现为电子设计自动化（EDA）的普及和推广奠定了坚实的基础。据1991年有关统计表明，VHDL语言业已被广大设计者所接受。另外，众多的CAD厂商也纷纷使自己新开发的电子设计软件与VHDL 语言兼容。由此可见，使用VHDL语言来设计数字系统是电子设计技术的大势所趋。