数字频率计设计与制作-论文

《数字频率计设计与制作-论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字频率计设计与制作-论文一、 设计目的1． 了解数字频率计测频测周的基本原理；2． 熟练掌握数字频率计的设计与调试方法及减小测量误差的方法。二、 电路与原理完整电路见附件一，针对电路各部分说明如下：1． 放大整形电路频率为f的正弦波信号由共射共集放大电路放大，再经SN74LS132N整形，使之成为方波。由T1、T2进行放大，SN74LS132N进行整形。2． 分频器通过一片SN74LS390N的二分频和五分频功能实现十分频，两次十分频实现百分频。由开关选择不分频、10分频或100分频。方波信号不经过分频器直接接入单片

2、机为不分频。方波信号接入SN74LS390N的1B，从1QD输出对1B的五分频信号接入1A，从1QA输出对1A的二分频信号。所以从1QA输出的信号即是对输出1B信号的十分频。将此十分频后的信号再经过一次十分频2B—2QD—2A—2QA后，即可以实现对原方波信号的百分频。3． 单片机主控单元经过分频器选择开关后的方波信号接入单片机的定时/计数器T1。测量方式选择按钮分别接入单片机的INT0、INT1。按下连接INT0的按钮选择测频方式。按下连接INT1的按钮选择测周方式。测频时由单片机的定时/记数器T0提供定时，测周时由

3、T0计量信号的周期。软件完成各种判断与数据处理工作。P口和P2口的部分引脚控制显示。4． 显示电路显示器是８位共阴极的LED。单片机的P0口输出经反相器SN7406N后提供八位数码管的位选信号，P2口的低４位输出经译码器CD4511译码后提供的段选信号。P2口的P24控制数码管低４位的小数点显示，P25控制数码管高４位的小数点显示。LED动态扫描显示测量结果。三、 各IC作用及管脚图１． SN74LS132整形芯片起到将正弦信号整形成方波信号的作用。其逻辑表达式Y=/(AB)或Y=/A+/B2.SN74LS390N分频

4、器主要起到十分频和百分频的作用 ２． CD4511译码器译码显示作用（显示驱动） 管脚图真值表３． SN7406N反相器由于是共阴极LED，所以需要将MCU中输出的高电平信号取反。逻辑表达式：Y=/(*A)四、 基于单片机的数字频率计设计框图五、 主要性能指标低频达0.5Hz，甚至更低;高频达450KHz（在不分频的情况下）；输入低至50mV信号时，仪器能正常工作；在十分频下工作正常；百分频下高频可达12MHz；低频状态下测周稳定。已经完成预期设计目标，而且超过设计要求。六、软件程序（见附件二）七、总结１． 出现问题。

5、问题一、模拟部分的电路分布不是很合理，显得杂乱无章。在测试静态工作点时遇到了本次课程设计的第一个拦路虎――静态工作点极不稳定，而且稳压器7805温度比较高。由于线路分布比较混乱，查问题也比较麻烦。问题二、数字部分的显示部分出现了本次设计的第二只拦路虎――显示“０”、“２”、“３”时始终是错误的。错误在显示“０”时显示的是“８”，显示“２”与“３”时，f段总是亮的。看起来“２”显得不伦不类，“３”像个不规范的“９”。２． 分析问题针对问题一、线路分布的不合理在于刚开始安排时没注意看电路板的结构特点。印刷电路板已经设计了很

6、多所谓的“大线”，从头到尾贯穿一直的是导通的，是被用作地线和电源线的。而我只是把他们当作普通导线处理，造成容易出现问题，为防止以后在数字电路部分出现问题和影响数字部分的部线，我将模拟部分的“大线”都切断处理了，其中有一段被切为两段，一部分作为导线用，一部分作为地线用了。另外其他部分一律与数字部分隔离。静态工作点不稳定的原因是有一个点没有焊接，只是插到印刷板的孔里去了。所以造成测试时接触不良。在经过两个人一条条的“穿针引线”地查错才找到那根没焊接的点（由于焊接的不规范，将两根线插在一个孔里了，这样没焊接的导线并不是很松，

7、所以不是很容易查出来）。针对问题二、分析问题：显示不正常，有两种可能。一是硬件电路；二是所用的单片机软件。先从硬件查起，逐条电路线用万用表进行检测，排除短路与断路的可能性（这里主要是短路的问题，因为是多亮了一条线而不是缺少线）。硬件没排查出什么问题，各条电路均没出现短路与断路。在换了多套程序后问题依然出现。软件出现问题的可能性不大，因为这些程序在其他人的板子上可以正常工作。再综合利用用软件帮助硬件的检测。具体做法是编写了一套专门用来检测数码管的程序，这套程序的任务是让数码管逐个从“０”显示到“９”。并循环显示。然后逐个

8、分析，是哪个数码管的哪位有问题，是在显示哪几个数字时错误。最后得出问题二的判断。下一步是分析这几个错误的共同点。不该显示的显示了，那一定是由于某些原因被供电了，但在硬件线路检查时没发现短路。而进一步分析问题时考虑到“这些不该点亮而被点亮的部分”是随着另一部分一起被点亮的（具体的来说就是分析２与３的笔画结构）。这样就多了一种可能――