數(shù)字電子技術課設--頻率計
有一個設計頻率計的題目
文中是純粹用數(shù)字電路芯片組成一個頻率計,這個工作量,可是不小。
測量頻率,有兩種方法:計數(shù)法、測周法。
由于誤差的原因,在信號頻率較高時,要使用計數(shù)法,頻率很低,則應該采用測周法。
一般情況下,信號頻率都較高,而且計數(shù)法也比較簡單,所以在討論頻率計時,都是使用計數(shù)法。
所謂計數(shù)法,是在一秒鐘內,統(tǒng)計出信號脈沖的個數(shù)。把個數(shù)顯示出來,就是信號的頻率。
在文庫中的這篇文章,有些煩瑣,做而論道依此進行了改造,設計一個比較簡單的電路。
74LS90 是一個異步二-五-十進制集成計數(shù)芯片。
可以輕易的用它構成一個十進制計數(shù)器,電路如下所示。
1.計數(shù)
74LS90 的 Q0 必須連接到 CKB。圖中的 k1,按一下,產(chǎn)生的下降沿,即可使 74LS90 加一。
加到了 1001,再按下 k1,74LS90 將自動清零。
個位的 Q3 清零時出現(xiàn)的下降沿,可以用來控制十位的計數(shù)器加一。
2.鎖存、譯碼、顯示
計數(shù)過程中,數(shù)字不停的變化,難以觀察,為此,在電路中加上了一個八 D 鎖存器 74LS273。
按一下 k2,松開時產(chǎn)生的上升沿即可使 74LS273 鎖存住當時的計數(shù)值。
鎖存器后面的譯碼、顯示,都是常見的電路,就不用多說了。
3.清零
74LS90 的兩個 R0 端,是用來清零的。
因為它們是高電平有效,所以,用一個電阻接地,那么,平時就是低電平。
當需要清零時,就可以按一下 k3,此時出現(xiàn)的高電平,就會使 74LS90 清零。
在松開 k3 的時刻,兩個 R0 端,即為下降沿,從這時起,74LS90 就開始計數(shù)。
看清楚這個時序了嗎?
應該是:k3 高電平(清零) → k3 下降(開始對 k1 計數(shù)) → k2 上升(鎖存顯示)。
對這個時序進行觀察、分析,做而論道發(fā)現(xiàn):
k3、k2 可以連在一起,用同一個脈沖來控制。
過程如下圖所示:
這個波形的低電平持續(xù)時間為一秒,應該精確一些。高電平的時間,稍稍有一些即可,精度要求不高。
這個波形可以用時基電路 555 來產(chǎn)生。
555 的多諧振蕩器電路在下圖中的左邊。
因為 555 輸出波形的高電平時間,比低電平的時間長,為此,加上了一個反相器,即可產(chǎn)生清零、計數(shù)、鎖存所需要的波形。
經(jīng)過計算、調整,確定下來 R2、R3 和 C2 的數(shù)值如圖所示。
在圖中,被測信號的頻率是 1.25 kHz,右邊的顯示的測量結果,也是 1250Hz。
更改了信號的頻率,顯示也能夠隨之變化,這說明,測量方案是正確的,并且,精度也相當?shù)母摺?/p>
采用做而論道的方案,原文中所說的閘門、單穩(wěn)態(tài)電路,就都不需要了。因此,電路就簡化了很多。
如果測量的是非矩形波,且信號幅度較小,那么,前面還應該加上放大、整形電路。
文庫的原文,有放大、整形電路,但是,也還有改進的空間。
呵呵,太累了,不多說了。這些改進,就留給讀者自己進行吧。
實際上,純用數(shù)字電路芯片組成一個頻率計,現(xiàn)在看來,遠遠比不上用單片機更方便。