数电课程设计

西安欧亚学院。

信息工程学院。

数字电子技术课程设计报告。

题目名称数字检频器。

班级学号26

学生姓名宋鹏飞。

指导教师范红斐。

目录。1、目的、任务及要求 2

1.1 目的： 2

1.2 任务：数字检频器设计 2

1.3 电路装配要求： 2

1) 熟悉器件功能、管脚及应用参数。 2

2) 熟悉电路结构、原理及工作特性。 2

3) 掌握电路的静态测试方法，包括：电路所用原件测试和芯片的测试。 2

4) 动态测试：用发光二极管和数码管测试输出结果。 2

5) 故障分析、定位及排查。 2

1.4 设计报告要求： 2

1) 画出完整的电路图，简述工作原理及涉及的核心知识点。 2

2) 装调电路前进行电路特性**、得出电路**图形。 2

3) 测试结果并记录。 2

4) 总结本次课程设计的收获、体会。 2

2、内容 2

2.1 电路原理图 2

1)原理框图 2

2)总电路原理图 2

2.2 555定时器模块及原理分析 2

2.3 计数模块及原理分析 2

2.4 显示模块及原理分析 2

2.5 逻辑笔模块及原理分析 2

2.6涉及技术领域（知识点） 2

1)555定时电路 2

2)192芯片级联成的模1000计数器 2

3)cd4511芯片驱动的共阴数码管 2

3、**结果 2

4、实验结果 2

5、器件清单 2

6、总结 2

6.1知识总结 2

6.2心得体会 2

参考文献 2

1、目的、任务及要求。

1.1 目的：

通过本次课程设计和电路装调实践，验证所学专业理论，加深概念理解，培养和提高学生的综合应用能力。

1.2 任务：数字检频器设计。

数字检频器是用于检测信号频率的一种仪器设备，先由发光二极管显示是否有信号输入，也就是确定信号的存在。第二部分是将所检测的信号的频率显示到数码管。从而完成信号检测与信号频率显示的双作用。

1.3 电路装配要求：

1) 熟悉器件功能、管脚及应用参数。

2) 熟悉电路结构、原理及工作特性。

3) 掌握电路的静态测试方法，包括：电路所用原件测试和芯片的测试。

4) 动态测试：用发光二极管和数码管测试输出结果。

5) 故障分析、定位及排查。

1.4 设计报告要求：

1) 画出完整的电路图，简述工作原理及涉及的核心知识点。

2) 装调电路前进行电路特性**、得出电路**图形。

3) 测试结果并记录。

4) 总结本次课程设计的收获、体会。

2、内容。2.1 电路原理图。

1)原理框图。

图1 总原理框图。

2)总电路原理图。

图2 总电路原理图。

2.2 555定时器模块及原理分析。

用于产生0.5hz占空比为50%的脉冲信号，来保持一个一秒的高电平，还使用了一个开关来切换脉冲信号的频率，可用于对外提供脉冲信号。

在本电路中，555芯片用来产生1hz的脉冲，用于计时，根据计算，周期约等于1s。

555电路原理图如下图所示：

图3 555电路原理图

2.3 计数模块及原理分析。

本模块采用3个192芯片级联，可实现0~999的计数。由外接脉冲信号作为cp端。

计数模块原理图如下图所示：

图4 计数模块原理图。

2.4 显示模块及原理分析。

本模块由3个共阴数码管组成，由cd4511驱动。计数模块作为输入端，555接入锁定端。原理图如下图所示：

图5 显示模块原理图。

2.5 逻辑笔模块及原理分析。

将逻辑笔插入待测点，若红灯亮，则为高电平；绿灯亮为低电平。74ls04 非门芯片在悬空时为1，则两端均不亮。若频闪或两个灯均亮，则信号为脉冲信号，原理图如下图所示：

图6 逻辑笔模块原理图。

2.6涉及技术领域（知识点）

1)555定时电路。

555电路是一种数字，模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5千欧电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和coms型两大类，二者的结构与原理类似。

几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556.所有的cmos产品型号最后四位数码都是7555或7556，而二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。

双极性的电源电压vcc=+5~+15v,输出的最大电流可达200ma，coms型的电源电压为+3~+18v。

555电路工作原理。

555电路它含有两个电压比较器，一个rs触发器，一个放电开关，比较器的参考电压由三只5千欧的电阻器构成的分压器提供。他们分别使高电瓶比较器a1的相位输入端和低电平比较器a2的反向输入端的参考电平为2/3v和1/3v。a1与a2的输出端控制rs触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号自高电平触发输入并超过参考电平2/3vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。

2)192芯片级联成的模1000计数器。

74ls192芯片是4位十进制可逆同步计数器，3个192芯片级联可以组成一个模1000的计数器，可计数0~999的计数。cpu为加计数时钟输入端，cpd为减计数时钟输入端。ld为预置输入控制端，异步预置。

cr为复位输入端，高电平有效，异步清除。 co为进位输出：1001状态后负脉冲输出， bo为借位输出：

0000状态后负脉冲输出。

下图为192芯片的管脚图及功能表：

图7 74ls192芯片管脚图。

图8 74ls192功能表。

3)cd4511芯片驱动的共阴数码管。

显示译码器cd4511

cd4511是一个用于驱动共阴极 led （数码管）显示器的 bcd 码—七段码译码器，特点如下：

具有bcd转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的cmos电路能提供较大的拉电流。可直接驱动led显示器。下图为cd4511芯片的管脚图：

图9 cd4511管脚图。

3、**结果。

图10 电路**结果图。

4、实验结果。

图11 实验结果实物图。

图12 实验结果实物图。

5、器件清单。

6、总结。6.1知识总结。

本次实训用到的芯片有74ls192，74ls04，cd4511数码管，555定时器以及门电路。

cr为复位输入端，高电平有效，异步清除。 co为进位输出：1001状态后负脉冲输出， bo为借位输出：

0000状态后负脉冲输出。

cd4511为cd4511是bcd锁存/7段译码器/驱动器，常用的显示译码器件，为阴极数码管。

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

74ls04芯片是一个非门芯片。

6.2心得体会。

实验过程中，应将各个单元电路分别焊接，并且单独检测，不应该急于将整个电路链接完，焊接时，应尽量使用ic管座，因为芯片的易损，利用管座可以随时更换芯片。

通过此次课程设计，详细了解并掌握了电路开发的基本流程，同时对电路有了更深的理解，并进一步实现了对电路**软件的掌握，熟悉面包板的使用方法，并且学会了自己动手在洞洞板上完成电路的焊接，提高了实践、应用能力。

参考文献。数字电子技术》江小安主编西安交通大学出版社 2024年3月出版。

数字电路与逻辑设计》徐惠明主编人民邮电出版社 2024年9月出版。

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