三、单元电路设计与参数计算
1．放大整形电路：由二极管及电阻构成的幅度扩展电路和555构成的施密特触发电路构成整形电路。二极管D1 D2 及电阻R1R2构成信号幅度扩展电路，当输入信号较小时，限幅器的二极管均截至，不起作用。用555构成的施密特触发器作用是将输入的周期性信号，如正弦波三角波或其他呈周期性变化的波形换成脉冲波形，其周期不变。
2．时基电路：时基电路的作用是控制计数器的输入脉冲。当标准时间信号到来时，闸门开通，被测信号通过闸门进入计数器计数，当标准脉冲结束时，闸门关闭，计数器无脉冲输入，时基电路可以由555定时器构成多谐振荡器实现产生的方波信号高电平时间长度为1S，低电平时间长度为0.25s。利用公式t1=0.7（R1+R2）t2=0.7R2C计数参数，参数如上图 。
3．控制电路：控制电路可以由555构成的单稳态电路构成。逻辑控制电路利用标准时间信号结束后产生的负跳变来产生锁存信号，同时锁存信号经反相又产生清零信号，锁存信号的脉冲宽度由单稳态电路本身的时间常数决定。由双JK触发器构成门控电路（门控电路即提取连续时基信号中的单个高电平脉冲信号的电路），由D触发器构成的单稳态触发电路组成4时序控制电路。系统通电开始运行时JK触发器由R2和C1自动复位，门控电路开始工作，提取计数时钟脉冲并让闸门开启和使计数器计数后触发时序控制电路，让系统中其他各个功能部分如：量程开关选择电路，译码电路，数码管显示电路、计数器清零和进退位信号锁存器按顺序工作，互不冲突干扰，此后，第4个D单稳触发器让门控电路复位，触发下一个计数时钟脉冲，即电路循环工作开始。
4．分频器电路：由多级计数器完成，目的是得到不同的标准时基信号。采用3个十进制74LS90级联可获得时基为0.1s ,0.01s ,0.001s (对应的频率分别为10Hz，100Hz，1000Hz)。
当分频器74LS90的输入端为:
R1R2S1S2=110X时，Q0Q1Q2Q3=0000;
R1R2S1S2=11X0时，Q0Q1Q2Q3=0000;
R1R2S1S2=XX11时，Q0Q1Q2Q3=1001.
5．计数 锁存 译码 显示电路：计数电路用4个同步十进制加法计数器构成，可以选择同步十进制加法计数器74LS160同步十进制可逆计数器 74LS190或 74LS192 双 BCD码计数器CD4518等集成电路来实现，译码器可采用共阴极显示译码器 74LS48或共阳极显示译码器74LS47，具体根据数码管的型号来确定。锁存器则可选用 8D锁存器74LS373或 74LS273锁存器的作用是将计数器在1s结束时的计数值进行锁存，使显示器上获得稳定的测量值，当时钟脉冲CP的正跳变来到时，锁存器的输出等于输入，从而将计数器的输出值送到锁存器的输出端。正脉冲结束后，输出不在改变。
显示字符为0，字段码为C0H.
显示字符为1，字段码为F9H.
显示字符为2，字段码为A4H.
显示字符为3，字段码为B0H.
显示字符为4，字段码为99H.
显示字符为5，字段码为92H.
显示字符为6，字段码为82H.
显示字符为7，字段码为F8H.
显示字符为8，字段码为80H.
显示字符为9，字段码为90H.
此设计的LED数码管显示器的译码方式采用的是硬件译码。所采用的芯片是74LS47。
四、安装与调试
1 检查印刷电路板有无断路、短路，若有，首先处理好。
2 焊接顺序：电阻、二极管、跳线、IC插座、电容器，逐一焊接。先焊平面的，后焊立体的，原则是有利于焊接。要求卧装水平、竖装垂直、相同元件等高。要特别注意元器件的安装方向！
3 焊接要点：将元件整形后插入对应位置，电路板平放在台面上，一手握烙铁对焊盘和引脚同时接触预热，另一手持焊锡丝与焊盘处烙铁接触，使锡丝熔化，当锡丝熔化一定量时（多了不好少了不行），立即将锡丝离去，烙铁继续保持少许时间，让焊锡围绕焊盘自由流动，形成一个xx覆盖焊盘的钟形（忌讳球形）焊点。切勿将焊锡先溶化在烙铁上再去焊接，这样锡丝里的助焊剂在未焊接前先挥发了，不利于焊接，而且焊点没有光泽。
4 剪脚：元件焊好后，将多余引脚剪掉，剪脚后的焊点应露出引脚0.5 -1mm。本课设要求引脚露出2mm，以利于元件重复使用。
5 检查元件及IC插座有无错焊、漏焊，方向是否正确无误，将集成电路插入相应插座。
6 将5V直流电源接入电路（TTL电路对电源要求很高，电压值和方向都不能接错！）。若发现元器件发热或者有异味，应立即切断电源检查。
7 正常时数码管会显示所测信号频率，若不能则按以下步骤用示波器检查：
①被测信号输出是否正常；
②闸门控制电路是否正常；
③清零、锁存信号是否存在；
④计数器、译码器工作是否正常；
⑤当不能自动换挡时，应该重点检查计数溢出检测电路；
⑥调整闸门时间，使频率计正确测频。
五、性能测试与分析
本课程设计是设计出一个能测量1Hz-9.99KHz、TTL电平的频率计，具有自动换挡功能。根据设计任务和要求，需要显示计数，因而必须有计数、译码、驱动、显示单元，要能自动换档，则必须有高位计数溢出检测电路单元。除此之外，电路还需具备分频、显示控制电路用于分频和一个信号发生电路来产生被检测信号。通过对所做的电路板的实验和测试，基本上可以满足设计要求，当对输入端输入方波信号时，可以在LED数码管上准确显示其频率，当输入端的信号的频率发生变化时，也能自动换挡，显示其频率。
六、结论与心得
在整个课程设计完后，总的感觉是：有收获。以前上课都是上一些最基本的东西而现在却可以将以前学的东西作出有实际价值的东西。在这个过程中，我的确学得到很多在书本上学不到的东西。
本实验涉及的理论知识面广，例如有摸电的集成运放，振荡回路的参数的计算，数字电子的集成芯片的用法。
当自己设计了一个电路时，发现自己以前的理论知识远远不够，平时没有再
意的基础知识在设计中更能加深，理论与实践的结合使我对很多知识的印象很深，不像以前学习的一些理论知识学过了就忘了。在做实验的过程中，要不断的查书，查看文献。所以在实验的这几天不知不觉补了一些理论知识。但现在回过头来看，还是挺有成就感的。我的动手能力又有了进一步的提高，我感到十分的高兴，我学到了课本上没有的东西，这在以后的学习和生活中会有很大的用处，增强了我的动手能力和实践能力，但是我还有不足，我会在以后的学习中逐步提高，做一个动手能力强的大学生。
本实验电路相对较复杂，自己的能力尚且不能够在规定的时间内完成本实验。故所做的整体电路功能不够完善。在设计一个电路时往往都是知道是否满足的功能，无论是数电还是模电都是如此。
在这紧张的几天里，在做实验时常常遇到困难。有时是一个问题还没解决又一个问题出现。虽然不能够完成好实验，但在做实验的过程中锻炼了我解决困难的能力。另外，在实验过程中与同学的交流也让我收获颇多。
总的来说，有付出也有收获。
附录：
总原理图及元器件清单
4511版元件清单
2
3
3
1
1
1
1
1
1
5
21
2
1
2
2
2
4
1
3
3
实验板：印制PCB
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