第一篇：消費(fèi)類電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-頻率計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(08電信本)

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

2009 ～2010 學(xué)年第 1 學(xué)期

學(xué)生姓名： 全班34人 專業(yè)班級(jí)： 08級(jí)電信本 指導(dǎo)教師： 夏術(shù)泉、王海華 工作部門： 電氣學(xué)院

一、課程名

消費(fèi)類電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)

二、設(shè)計(jì)題目

數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與制作

三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容（含技術(shù)指標(biāo)）

數(shù)字頻率計(jì)的主要功能是測(cè)量周期信號(hào)的頻率。頻率是單位時(shí)間（1S）內(nèi)信號(hào)發(fā)生周期變化的次數(shù)。如果我們能在給定的1S時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)波形計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果顯示出來(lái)，就能讀取被測(cè)信號(hào)的頻率。數(shù)字頻率計(jì)首先必須獲得相對(duì)穩(wěn)定與準(zhǔn)確的時(shí)間，同時(shí)將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成幅度與波形均能被數(shù)字電路識(shí)別的脈沖信號(hào)，然后通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)算這一段時(shí)間間隔內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)，將其換算后顯示出來(lái)。這就是數(shù)字頻率計(jì)的基本原理。

設(shè)計(jì)并制作出一種數(shù)字頻率計(jì)，其技術(shù)指標(biāo)如下： 1．頻率測(cè)量范圍： 10 ～ 9999Hz。

2．輸入信號(hào)波形：任意周期信號(hào)。輸入電壓幅度 >300mV。3．電源： 220V、50Hz 4.系統(tǒng)框圖

從數(shù)字頻率計(jì)的基本原理出發(fā)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，得到如圖1所示的電路框圖。

圖1 數(shù)字頻率計(jì)框圖

下面介紹框圖中各部分的功能及實(shí)現(xiàn)方法（1）電源與整流穩(wěn)壓電路

框圖中的電源采用50Hz的交流市電。市電被降壓、整流、穩(wěn)壓后為整個(gè)系統(tǒng)提供直流

電源。系統(tǒng)對(duì)電源的要求不高，可以采用串聯(lián)式穩(wěn)壓電源電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）全波整流與波形整形電路

本頻率計(jì)采用市電頻率作為標(biāo)準(zhǔn)頻率，以獲得穩(wěn)定的基準(zhǔn)時(shí)間。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，市電的頻率漂移不能超過(guò)0.5Hz，即在1％的范圍內(nèi)。用它作普通頻率計(jì)的基準(zhǔn)信號(hào)完全能滿足系統(tǒng)的要求。全波整流電路首先對(duì)50Hz交流市電進(jìn)行全波整流，得到如圖2（a）所示100Hz的全波整流波形。波形整形電路對(duì)100Hz信號(hào)進(jìn)行整形，使之成為如圖2(b)所示100Hz的矩形波。波形整形可以采用過(guò)零觸發(fā)電路將全波整流波形變?yōu)榫匦尾ǎ部刹捎檬┟芴赜|發(fā)器進(jìn)行整形。

圖2 全波整流與波形整形電路的輸出波形

（3）分頻器

分頻器的作用是為了獲得1S的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。電路首先對(duì)圖2所示的100Hz信號(hào)進(jìn)行100分頻得到如圖3（a）所示周期為1S的脈沖信號(hào)。然后再進(jìn)行二分頻得到如圖3（b）所示占空比為50％脈沖寬度為1S的方波信號(hào)，由此獲得測(cè)量頻率的基準(zhǔn)時(shí)間。利用此信號(hào)去打開(kāi)與關(guān)閉控制門，可以獲得在1S時(shí)間內(nèi)通過(guò)控制門的被測(cè)脈沖的數(shù)目。

圖3 分頻器的輸出波形

分頻器可以采用教材中介紹過(guò)的方法，由計(jì)數(shù)器通過(guò)計(jì)數(shù)獲得。二分頻可以采用觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（4）信號(hào)放大、波形整形電路

為了能測(cè)量不同電平值與波形的周期信號(hào)的頻率，必須對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大與整形處理，使之成為能被計(jì)數(shù)器有效識(shí)別的脈沖信號(hào)。信號(hào)放大與波形整形電路的作用即在于此。信號(hào)放大可以采用一般的運(yùn)算放大電路，波形整形可以采用施密特觸發(fā)器。

（5）控制門

控制門用于控制輸入脈沖是否送計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。它的一個(gè)輸入端接標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)，一個(gè)輸入端接被測(cè)脈沖。控制門可以用與門或或門來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用與門時(shí)，秒信號(hào)為正時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)采用或門時(shí)，秒信號(hào)為負(fù)時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

（6）計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器的作用是對(duì)輸入脈沖計(jì)數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，最高測(cè)量頻率為9999Hz，應(yīng)采用4位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。可以選用現(xiàn)成的10進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器。

（7）鎖存器

在確定的時(shí)間（1S）內(nèi)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果（被測(cè)信號(hào)頻率）必須經(jīng)鎖定后才能獲得穩(wěn)定的顯示值。鎖存器的作用是通過(guò)觸發(fā)脈沖控制，將測(cè)得的數(shù)據(jù)寄存起來(lái)，送顯示譯碼器。鎖

存器可以采用一般的8位并行輸入寄存器，為使數(shù)據(jù)穩(wěn)定，最好采用邊沿觸發(fā)方式的器件。

（8）顯示譯碼器與數(shù)碼管

顯示譯碼器的作用是把用BCD碼表示的10進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管正常顯示的段信號(hào)，以獲得數(shù)字顯示。

選用顯示譯碼器時(shí)其輸出方式必須與數(shù)碼管匹配。5.實(shí)際參考電路

根據(jù)系統(tǒng)框圖，設(shè)計(jì)出的電路如圖4所示。

圖4 數(shù)字頻率計(jì)電路圖

圖中，穩(wěn)壓電源采用7805來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路簡(jiǎn)單可靠，電源的穩(wěn)定度與波紋系數(shù)均能達(dá)到要求。

對(duì)100Hz全波整流輸出信號(hào)的分頻采用7位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC4024組成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)數(shù)脈沖下降沿有效。在74HC4024的Q7、Q6、Q3端通過(guò)與門加入反饋清零信號(hào)，當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為二進(jìn)制數(shù) 1100100（十進(jìn)制數(shù)為100）時(shí)，計(jì)數(shù)器異步清零。實(shí)現(xiàn) 100 進(jìn)制計(jì)數(shù)。為了獲得穩(wěn)定的分頻輸出，清零信號(hào)與輸入脈沖“與”后再清零，使分頻輸出脈沖在計(jì)數(shù)脈沖為低電平時(shí)保持一段時(shí)間（10mS）為高電平。

電路中采用雙JK觸發(fā)器74HC109中的一個(gè)觸發(fā)器組成觸發(fā)器，它將分頻輸出脈沖整形為脈寬為1S、周期為2S的方波。從觸發(fā)器Q端輸出的信號(hào)加至控制門，確保計(jì)數(shù)器只在1S的時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)。從觸發(fā)器Q端輸出的信號(hào)作為數(shù)據(jù)寄存器的鎖存信號(hào)。

被測(cè)信號(hào)通過(guò)741組成的運(yùn)算放大器放大20倍后送施密特觸發(fā)器整形，得到能被計(jì)數(shù)器有效識(shí)別的矩形波輸出，通過(guò)由74HC11組成的控制門送計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。為了防止輸入信號(hào)太強(qiáng)損壞集成運(yùn)放，可以在運(yùn)放的輸入端并接兩個(gè)保護(hù)二極管。

頻率計(jì)數(shù)器由兩塊雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC4518組成，最大計(jì)數(shù)值為9999Hz。由于計(jì)數(shù)器受控制門控制，每次計(jì)數(shù)只在JK觸發(fā)器Q端為高電平時(shí)進(jìn)行。當(dāng)JK觸發(fā)器Q端跳變至低電平時(shí)，Q端的由低電平向高電平跳變，此時(shí)，8D鎖存器74HC374(上升沿有效)將計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)據(jù)鎖存起來(lái)送顯示譯碼器。計(jì)數(shù)結(jié)果被鎖存以后，即可對(duì)計(jì)數(shù)器清零。由于74HC4518為異步高電平清零，所以將JK 觸發(fā)器的Q同100Hz脈沖信號(hào)“與”后的輸出信號(hào)作為計(jì)數(shù)器的清零脈沖。由此保證清零是在數(shù)據(jù)被有效鎖存一段時(shí)間（10mS）以后再進(jìn)行。

顯示譯碼器采用與共陰數(shù)碼管匹配的CMOS電路74HC4511，4個(gè)數(shù)碼管采用共陰方式，以顯示4位頻率數(shù)字，滿足測(cè)量最高頻率為9999Hz的要求。

2．方法與步驟 1）器件檢測(cè)

用數(shù)字集成電路檢測(cè)儀對(duì)所要用的IC進(jìn)行檢測(cè)，以確定每個(gè)器件完好。如有興趣，也可對(duì)LED數(shù)碼管進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法由自己確定。

2）電路連接

在自制電路板上將IC插座及各種器件焊接好；裝配時(shí)，先焊接IC等小器件，最后固定并焊接變壓器等大器件。電路連接完畢后，先不插IC。

3）電源測(cè)試

將與變壓器連接的電源插頭插入220V電源，用萬(wàn)用表檢測(cè)穩(wěn)壓電源的輸出電壓。輸出電壓的正常值應(yīng)為＋5V。如果輸出電壓不對(duì)，應(yīng)仔細(xì)檢查相關(guān)電路，消除故障。穩(wěn)壓電源輸出正常后，接著用示波器檢測(cè)產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)間的全波整流電路輸出波形。正常情況應(yīng)觀測(cè)到如圖2(a)所示波形。

4）基準(zhǔn)時(shí)間檢測(cè)

關(guān)閉電源后，插上全部IC。依次用示波器檢測(cè)由U1(74HC4024)與U3A組成的基準(zhǔn)時(shí)間計(jì)數(shù)器與由U2A 組成的觸發(fā)器的輸出波形，并與圖3所示波形對(duì)照。如無(wú)輸出波形或波形形狀不對(duì)，則應(yīng)對(duì)U1、U3、U2各引腳的電平或信號(hào)波形進(jìn)行檢測(cè)，消除故障。

5）輸入檢測(cè)信號(hào)

從被測(cè)信號(hào)輸入端輸入幅值在1V左右頻率為1KHz左右的正弦信號(hào)，如果電路正常，數(shù)碼管可以顯示被測(cè)信號(hào)的頻率。如果數(shù)碼管沒(méi)有顯示，或顯示值明顯偏離輸入信號(hào)頻率，則作進(jìn)一步檢測(cè)。

6）輸入放大與整形電路檢測(cè)

用示波器觀測(cè)整形電路U1A(74HC14)的輸出波形，正常情況下，可以觀測(cè)到與輸入頻率

六、課

一致、信號(hào)幅值為5V左右的矩形波。如觀測(cè)不到輸出波形，或觀測(cè)到的波形形狀與幅值不對(duì)，則應(yīng)檢測(cè)這一部分電路，消除故障。如該部分電路正常，或消除故障后頻率計(jì)仍不能正常工作，則檢測(cè)控制門。

7）控制門檢測(cè)

檢測(cè)控制門U3C(74HC11)輸出信號(hào)波形，正常時(shí)，每間隔1S時(shí)間，可以在熒屏上觀測(cè)到被測(cè)信號(hào)的矩形波。如觀測(cè)不到波形，則應(yīng)檢測(cè)控制門的兩個(gè)輸入端的信號(hào)是否正常，并通過(guò)進(jìn)一步的檢測(cè)找到故障電路，消除故障。如電路正常，或消除故障后頻率計(jì)仍不能正常工作，則檢測(cè)計(jì)數(shù)器電路。

8）計(jì)數(shù)器電路的檢測(cè)

依次檢測(cè)4個(gè)計(jì)數(shù)器74HC4518時(shí)鐘端的輸入波形，正常時(shí)，相鄰計(jì)數(shù)器時(shí)鐘端的波形頻率依次相差10倍。如頻率關(guān)系不一致或波形不正常，則應(yīng)對(duì)計(jì)數(shù)器和反饋門的各引腳電平與波形進(jìn)行檢測(cè)。正常情況各電平值或波形應(yīng)與電路中給出的狀態(tài)一致。通過(guò)檢測(cè)與分析找出原因，消除故障。如電路正常，或消除故障后頻率計(jì)仍不能正常工作，則檢測(cè)鎖存器電路。

9）鎖存電路的檢測(cè)

依次檢測(cè)74HC374鎖存器各引腳的電平與波形。正常情況各電平值應(yīng)與電路中給出的狀態(tài)一致。其中，第11腳的電平每隔1S鐘跳變一次。如不正常，則應(yīng)檢查電路，消除故障。如電路正常，或消除故障后頻率計(jì)仍不能正常工作，則檢測(cè)鎖存器電路。

10）顯示譯碼電路與數(shù)碼管顯示電路的檢測(cè)

檢測(cè)顯示譯碼器74HC4511各控制端與電源端引腳的電平，同時(shí)檢測(cè)數(shù)碼管各段對(duì)應(yīng)引腳的電平及公共端的電平。通過(guò)檢測(cè)與分析找出故障。

四、進(jìn)度安排

1．第1周第1天，布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)，介紹設(shè)計(jì)思路；第2天-第5天，查資料并消化，具體電路設(shè)計(jì)，教師指導(dǎo)。

2．第2周第1天-第2天，PC板設(shè)計(jì)；第3天-第5天，每組學(xué)生代表介紹電路設(shè)計(jì)情況，教師對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，提出修改意見(jiàn)。

3．第3周第1天-第3天，實(shí)物制作，并記錄調(diào)試情況；第4天-第5天，整理設(shè)計(jì)資料、調(diào)試數(shù)據(jù)，寫設(shè)計(jì)報(bào)告。

五、基本要求

1．按每3人分組，要求方案中每組設(shè)計(jì)重點(diǎn)不同。具體是第1-2組重點(diǎn)設(shè)計(jì)秒信號(hào)發(fā)生電路，第3-6組重點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)電路，第7-8組重點(diǎn)設(shè)計(jì)顯示電路，第9-10組重點(diǎn)設(shè)計(jì)小信號(hào)放大電路和穩(wěn)壓電源電路，各組設(shè)計(jì)一種實(shí)現(xiàn)方案，不得相互抄襲。

2．硬件制作實(shí)物完成情況，演示設(shè)計(jì)與調(diào)試的結(jié)果。3．設(shè)計(jì)方案與說(shuō)明書(shū)。4．課程設(shè)計(jì)報(bào)告或總結(jié)。

程設(shè)計(jì)考核 ．總成績(jī)分優(yōu)、良、中、及格、不及格5個(gè)等次，其中考勤占10%，設(shè)計(jì)方案占20%，實(shí)物占50%，報(bào)告占20%。．交設(shè)計(jì)方案與說(shuō)明書(shū)。3 ．交課程設(shè)計(jì)報(bào)告或總結(jié)。

第二篇：物電學(xué)院09電信本2班電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目,計(jì)時(shí)間安排及有關(guān)要求-郭鳳德-2011.03.13-1

物電學(xué)院09級(jí)電信2班電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)參考選題 題目

1.課 題 一：光控開(kāi)關(guān)和報(bào)警電路

2.課 題 二：電子測(cè)光電路

3.課 題 三：聲控開(kāi)關(guān)電路

4.課 題 四：語(yǔ)言提示和告警電路

5.課 題 五：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的應(yīng)用

6.課 題 六：定時(shí)開(kāi)關(guān)電路

7.課 題 七：防盜和水位報(bào)警電路

8.課 題 八：可燃?xì)怏w報(bào)警器電路

9.課 題 九：數(shù)字鐘電路

10.課 題 十：數(shù)控步進(jìn)電機(jī)

11.課題十一：可編程定時(shí)電路

12.課題十二：紅外線自動(dòng)水龍頭控制電路

13.課題十三：熱釋電人體紅外傳感器的應(yīng)用

14.課題十四：醫(yī)院住院病人呼叫器

15.課題十五：基于VHDL的四人智力競(jìng)賽搶答計(jì)時(shí)器

16.課題十六：聲﹑光同時(shí)控制的路燈照明開(kāi)關(guān)電路

17.課題十七：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)

18.課題十八：節(jié)日彩燈的單片機(jī)控制設(shè)計(jì)

19.課題十九：基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)

20.課題二十：基于單片機(jī)控制的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

物電學(xué)院09級(jí)電信本科2班電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排

1.五周一：師生見(jiàn)面 安排任務(wù)及時(shí)間

2.七周四：交課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(電子稿)

3.十周四：交課程設(shè)計(jì)方案(電子稿)

4.十三周四：交課程設(shè)計(jì)元器件申領(lǐng)表(電子稿)

5.十六周四：預(yù)交課程設(shè)計(jì)報(bào)告(電子稿)預(yù)查設(shè)計(jì)報(bào)告和作品硬件

6.十八周四：提交設(shè)計(jì)報(bào)告(電子稿)檢查作品硬件

7.十九周四：答辯 演示作品硬件 交紙質(zhì)和電子稿設(shè)計(jì)報(bào)告 交作品硬件

8.二十周四：統(tǒng)計(jì)成績(jī)上交

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)選題及組隊(duì)的有關(guān)要求

1.1~2人為一個(gè)組 最好1人一個(gè)組 因?yàn)?人一個(gè)組 則每個(gè)人的成績(jī)是不一樣的2.最多3個(gè)組選同一題 但是每個(gè)組的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該不同

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)成績(jī)計(jì)算方法

1.課程成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+期末成績(jī)

2.平時(shí)成績(jī)=設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)+設(shè)計(jì)方案+計(jì)元器件申領(lǐng)表/3

期末成績(jī)=答辯+作品硬件演示+設(shè)計(jì)報(bào)告/3

以上內(nèi)容如需要調(diào)整修改另行通知 擬定時(shí)間:2011.03.13

注意：第二組才有的補(bǔ)充（參考選題）題目

21.課題二十一：汽車防盜報(bào)警器

22.課題二十二：魚(yú)塘防盜報(bào)警器

23.課題二十三：門鈴報(bào)警器

24.課題二十四：光控報(bào)警器

25.課題二十五：彩燈循環(huán)控制電路

26.課題二十六：低頻信號(hào)功率放大器的設(shè)計(jì)

27.課題二十七：數(shù)字式錄放音機(jī)的設(shè)計(jì)

28.課題二十八：恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

29.課題二十九：超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

30.課題 三 十：智能充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

31.課題三十一：任意波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)

32.課題三十二：數(shù)字式溫度計(jì)的設(shè)計(jì)

33.課題三十三：基于MCS-51單片機(jī)的電子鐘的技術(shù)的設(shè)計(jì)

34.課題三十四：基于EDA技術(shù)的數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)

35.課題三十五：交通燈信號(hào)控制器的設(shè)計(jì)

36.課題三十六：光電式火災(zāi)報(bào)警器的設(shè)計(jì)

37.38.39.40.課題三十七：紅外線防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 課題三十八：音樂(lè)流水燈的單片機(jī)控制系統(tǒng) 課題三十九：數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì) 課題 四 十：±12∨﹑±5∨集成穩(wěn)壓直流電源的設(shè)計(jì)