EDA课程设计 数字频率计.docx
《EDA课程设计 数字频率计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《EDA课程设计 数字频率计.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
EDA课程设计数字频率计
燕山大学
EDA课程设计实验报告
数字频率计
班级:
姓名
学号:
一、实验任务及要求
1.输入为矩形脉冲,频率范围0~99MHz;
2.用五位数码管显示;只显示最后的结果,不要将计数过程显示出来;
3.单位为Hz和KHz两档,自动切换。
二、实际过程及内容
1.设计总体思路:
该实验要求有俩大部分,一是计数,二是显示。
故需要俩大模块,分别是测频计数模块和扫描显示模块。
测频模块测量计数一秒钟通过的脉冲次数,将数据存至寄存器,再传送给显示模块,在数码管上显示出来。
在计数部分,还要求能实现换挡,则还需要一个换挡电路。
由于计数是测量的一秒钟的脉冲数,则需要两个部分,一部分用于计时一秒钟,另一部分是输入脉冲,所测量的频率,即为该脉冲的频率。
总图如图1-1:
图1-1总电路图
图1-2总电路图仿真波形
2.分模块实现:
(1)扫描显示模块:
图2-0扫描显示模块
该模块分为3部分,八进制计数部分(由于是5个数码管亮,所以实际使用是五进制),4个八选一数据选择器部分,一个7448七段译码器。
由于试验箱上共有8个数码管,共用一个显示输入端,若要显示两位以上数字,需要使用扫描电路。
8进制计数部分作用,8进制的输入就是待测信号量,8进制的输出s0,s1,s2作用一决定了8位数码管中哪一个亮,作用二是决定了四个八选一数据选择器的输出,进而决定了7448的输出,从而决定数码管显示的数字。
图2-18进制计数器
图2-2四个八选一数据选择器
图2-3扫描仿真波形
(2)测频模块:
测频模块由4大部分组成:
366进制计数器,1亿进制计数器,寄存电路,换挡电路。
图2-4366进制计数器
实验要求尽可能的准确一秒计时,试验箱中可用于计时较为准确的是366HZ档位,所以选择366进制计数器。
当计数器1秒后通过366个脉冲时,将该计数器置零,同时该部分输出高电平,在进入1亿进制计数器时再转化为低电平,使1亿进制计数器停止计数,控制寄存电路储存该计数值,从而达到测频的作用。
并可保证只显示最后结果而不显示计数过程。
图2-5测频计数换挡部分
因为可测量的频率范围是0~99MHZ,所以需要1个1亿进制计数器。
置零端通过一个非门与366进制计数器的进位输出端相连。
又要求使用5位数码管,所以当计数器十万位的数为1时就换挡,换挡后将不显示后3位数,测试的单位由Hz变为kHz。
图2-61亿进制计数器
寄存电路由20个D触发器构成,输入输出分别接换挡和扫描显示部分。
CLK端接366进制计数器的进位输出端,从而实现数据的存储与输出。
图2-7寄存电路
(3)换挡电路
图3-1换挡门电路
换挡的要求实质是要求在Hz单位时使用1亿进制计数器的左五个74160(低五位),在KHz单位时,使用右五个74160(高五位),因此需要二选一数据选择器,将1亿进制的十万位进位输出用作换挡信号,在连接时将低位与高位依次一一对应,从而进行选择输出。
此换挡电路由20个门电路组成,实现二选一的功能。
输入A接1亿进制的c0-c19,即低5位;输入B接1亿进制的c12-c31,即高5位;CO、SCO分别接1亿进制的十万位进位输出端;输出S接寄存电路D触发器的出入端。
由真值表可知,当1亿进制计数器达到十万位时,此时,电路的输出等于输入B的值;达到十万位之前,电路输出等于输入A的值。
三、实验感受
最初拿到实验要求时,感觉无从下手,毫无头绪。
经过仔细的查阅资料和咨询老师同学,渐渐有了思路。
开始时,对各模块之间的相互联系比较困惑,但经过不断地思考,终于理解了其中奥妙。
在绘完电路图之后,连接试验箱时也遇到一些麻烦,比如原电路图的不完善,导线的故障等。
本实验个人认为最大的难点或许是换挡电路,因为不仅难以思考,而且在画图连接过程中也比较麻烦。
最初换挡功能的原理理解并不透彻,几次都在实验箱上实现不了,很是困惑,经过老师的指导终于“大彻大悟”,虽然测得的数据有少许误差避免不了,但自认为精确度已经足够高了。
本次的实验,是对数字电路知识的一次温故而知新,不仅对理论的理解更深一层,也增强了我的动手实践能力。
通过这次实验,让我明白了只有理论与实践相结合,只有谨慎仔细认真,只有善于学习善于借鉴,才能有所发现,真正有所突破。
感谢学校给予的这次课设机会,也感谢几位老师百忙之中给予的细心解答,希望这样实习的机会能更多一些!