數(shù)字電子技術(shù)課設(shè)－－頻率計(jì)

有一個(gè)設(shè)計(jì)頻率計(jì)的題目

文中是純粹用數(shù)字電路芯片組成一個(gè)頻率計(jì)，這個(gè)工作量，可是不小。

測(cè)量頻率，有兩種方法：計(jì)數(shù)法、測(cè)周法。

由于誤差的原因，在信號(hào)頻率較高時(shí)，要使用計(jì)數(shù)法，頻率很低，則應(yīng)該采用測(cè)周法。

一般情況下，信號(hào)頻率都較高，而且計(jì)數(shù)法也比較簡(jiǎn)單，所以在討論頻率計(jì)時(shí)，都是使用計(jì)數(shù)法。

所謂計(jì)數(shù)法，是在一秒鐘內(nèi)，統(tǒng)計(jì)出信號(hào)脈沖的個(gè)數(shù)。把個(gè)數(shù)顯示出來，就是信號(hào)的頻率。

在文庫中的這篇文章，有些煩瑣，做而論道依此進(jìn)行了改造，設(shè)計(jì)一個(gè)比較簡(jiǎn)單的電路。

74LS90 是一個(gè)異步二－五－十進(jìn)制集成計(jì)數(shù)芯片。

可以輕易的用它構(gòu)成一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，電路如下所示。

1．計(jì)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(dòng)清零。

個(gè)位的 Q3 清零時(shí)出現(xiàn)的下降沿，可以用來控制十位的計(jì)數(shù)器加一。

2．鎖存、譯碼、顯示

計(jì)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(gè)八 D 鎖存器 74LS273。

按一下 k2，松開時(shí)產(chǎn)生的上升沿即可使 74LS273 鎖存住當(dāng)時(shí)的計(jì)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(gè) R0 端，是用來清零的。

因?yàn)樗鼈兪歉唠娖接行?，所以，用一個(gè)電阻接地，那么，平時(shí)就是低電平。

當(dāng)需要清零時(shí)，就可以按一下 k3，此時(shí)出現(xiàn)的高電平，就會(huì)使 74LS90 清零。

在松開 k3 的時(shí)刻，兩個(gè) R0 端，即為下降沿，從這時(shí)起，74LS90 就開始計(jì)數(shù)。

看清楚這個(gè)時(shí)序了嗎？

應(yīng)該是：k3 高電平(清零) → k3 下降(開始對(duì) k1 計(jì)數(shù)) → k2 上升(鎖存顯示)。

對(duì)這個(gè)時(shí)序進(jìn)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(gè)脈沖來控制。

過程如下圖所示：

這個(gè)波形的低電平持續(xù)時(shí)間為一秒，應(yīng)該精確一些。高電平的時(shí)間，稍稍有一些即可，精度要求不高。

這個(gè)波形可以用時(shí)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?yàn)?555 輸出波形的高電平時(shí)間，比低電平的時(shí)間長(zhǎng)，為此，加上了一個(gè)反相器，即可產(chǎn)生清零、計(jì)數(shù)、鎖存所需要的波形。

經(jīng)過計(jì)算、調(diào)整，確定下來 R2、R3 和 C2 的數(shù)值如圖所示。

在圖中，被測(cè)信號(hào)的頻率是 1.25 kHz，右邊的顯示的測(cè)量結(jié)果，也是 1250Hz。

更改了信號(hào)的頻率，顯示也能夠隨之變化，這說明，測(cè)量方案是正確的，并且，精度也相當(dāng)?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(jiǎn)化了很多。

如果測(cè)量的是非矩形波，且信號(hào)幅度較小，那么，前面還應(yīng)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(jìn)的空間。

呵呵，太累了，不多說了。這些改進(jìn)，就留給讀者自己進(jìn)行吧。

實(shí)際上，純用數(shù)字電路芯片組成一個(gè)頻率計(jì)，現(xiàn)在看來，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上用單片機(jī)更方便。