简易交通信号灯控制器设计和实现 汽车运用工程专业VIP专享VIP免费

(1)被测信号的频率范围100Hz~10KHz;(2)输入信号为正弦信号或方波信号;(3)四位数码管显示所测频率,并用发光二极管表示单位;(4)具有超量程报警功能.2、摘要频率计在数字电路中被广泛应用，他可以实现对周期信号的频率测量，从而间接地对信号周期的测量，打破了计时器不能对高频信号周期测量的限制。随着电子技术的高速发展，大规模集成芯片的出现以及可编程控制技术的提高，频率计的设计从传统的单元设计步入可自动控制的集成设计，极大地提高了频率计的精确度，使得电路设计简单化，更为清晰明了。本设计通过对高频小信号或大信号的放大整形或衰减放大整形，是被测信号转变为同频率等幅度的方波信号，然后使此信号通过有标准时基电路控制的闸门，再依次通过计数器、锁存器、译码器，最后由数码管以十进制形式显示频率值。3、总体设计方案论证及选择数字频率计的设计有多种方法，从采用的芯片类型和技术划分,有五中设计方案：方案一：采用通用中小规模集成芯片SSI,MSI等纯硬件设计,方法比较繁琐和陈旧，在技术上是可行的，可以简化电路的设计，但对于设计中要求的某些指标，采用专块模块来完成比较困难，及扩展极为不便。方案二：采用单片数字频率计芯片,如ICM7216等专用芯片硬件实现,简单易行,但只有固定的一般功能和通用的基本指标。例如，由美国Intersil公司首先研制的单片频率计ICM7216D专用测频大规模集成芯片。它是标准的28引脚的双列直插式集成电路，采用单一的+5V稳压电源工作。它内含高频振荡器、10进制计数器、7段译码器、位多路复用器、能够直接驱动LED显示器的8段—段码驱动器、8位—位码驱动器。其基本的测频范围为DC至10MHz，若加预置的分频电路，则上限频率可达40MHz或100MHz，单片频率计ICM7216D只要加上晶振、量程选择、LED显示器等少数器件即可构成一个DC至40MHz的微型频率计，可用于频率测量、机械转速测量等方面的应用。方案三：采用单片机系统设计。单片机内部具有定时器、计数器和高稳定的标准频率源等硬件资源以及灵活的软件运算和控制功能，能够十分方便地对外部信号进行计数，并且可以实现逻辑控制及数据运算。单片机应用于数字频率计中可以大大提高频率计的自动化程度和灵活性，同时，也提高了频率计的精确度方案四：采用PLD(包括大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA等)系统设计。CPLD是一种新兴的高密度大规模可编程逻辑器件，它具有门阵列的高密度和PLD器件的灵活性和易用性，目前已成为一类主要的可编程器件。可编程器件的最大特点是可通过软件编程对其器件的结构和工作方式进行重构，能随时进行设计调整而满足产品升级。使得硬件的设计可以如软件设计一样方便快捷，从而改变了传统数字系统及用单片机构成的数字系统的设计方法。采用CPLD可编程器件，可利用计算机软件的方式对目标期进行设计，而以硬件的形式实现。既定的系统功能，在设计过程中，可根据需要随时改变器件的内部逻辑功能和管脚的信号方式，借助于大规模集成的CPLD和高效的设计软件，可通过直接对芯片结构的设计实现多种数字逻辑系统功能，而且由于管脚定义的灵活性，大大减轻了电路图设计和电路板设计的工作量及难度，同时，这种基于可编程芯片的数量，缩小了系统的体积，提高了系统的可靠性。方案五：采用单片机和CPLD/FPGA结合的系统设计。采用CPLD配合单片机的设计方案，具有造价较低、速度高、精度高的优点，并且可以通过软件下载而达到仪器硬件升级的目的利用FPGA进行测频计数，单片机实施控制实现多功能频率计的设计频率计利用FPGA来实现频率、周期、脉宽和占空比的测量计数。利用单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和显示输出。从测量的指标上讲，频率计的设计方法主要有以下两种方法：方法一：直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数。此种设计方法是大多数频率计设计的主要思路，它对高频信号的测频准确度较高，其误差为加1或减1，但对低频信号的测量误差较大，甚至不能实现测量。方法二：间接测频法，即周期测频法。间接测频法利用计时器对信号的周期进行测量，此法对低频信号的测量简单方便，其精确度也较高。但对于高频信号的测量就难以实现，频率越高，...