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1、目 录一、设计说明3二、工艺流程3三、SCH图3四、PCB图3五、元器件清单表3六、焊接制作3七、调试与装配3八、过程照片4九、网页链接地址4十、竞赛评定5一、设计说明1.1 设计任务要求采用NB8216为主芯片制作测频范围0-1G的频率计（低于100Hz和高于40MHz需增加外围电路进行发挥性设计）。1.2方案选择本电路设计是测频范围0-1G的频率计，采用NBIC（宁波高新区甬晶微电子有限公司）提供的NB8216D高性能单片40兆频率计芯片作为主芯片，采用MB506高频分频芯片作为本设计高频的高频分配器，和采用HD74HC04P反相器对输入波形进行整形。1.3根据设计框架进行电路单元设计和器
2、件选择：由于本设计有高频部分，信号的抗干扰能力严重影响本设计的成功与否，所以我们从信号源的输入就采用了BNC带屏蔽的接头，高频别测信号到芯片的线路采用最短距离的走线，尽可能地减小对信号干扰；MB506最大输入频率可达2.4GHz，远远地大于本设计的要求，并且有1/64分频、1/128分频和1/256分频选择；数码管采用两块四位一体，一共八位能够清楚得观察被测信号。1.4被测频率的计算公式MB506一共有三种分频模式，分别是1/64分频、1/128分频和1/256分频如：选择的是1/64分频，数码管显示的数值为20.140615，二、工艺流程2.1高频被测信号的输入由于本设计有高频部分，所以我们
3、从信号源的输入就采用了BNC带屏蔽的接头（图2.1中的P7）；图2.1中的P5、P6为分频模式选择，P4为普通信号接口。 图2.12.2信号的处理在图2.2中，被测信号经过C5、C6、C7和二极管D2、D3进行限幅，再经过两个74HC04方相器对波形进行整形，经过以上的处理得到稳定的被测信号。 图2.22.3自检信号与调试选择为了使产品更好更快调试，引入了自检信号，图2.3中的Y2、C8、C9、R7构造自测信号的震荡电路。 图2.3 图2.4 调试模块2.4主芯片的应用2.4.1采用NB8216为主芯片，芯片的特点：1、 全新设计的量产型单片频率计芯片，全面取代MCU单片机测频方案。2、 功能
4、兼容ICM7216D，性能更优越。3、 测量频率：DC 40MHz。4、 单电源低工作电压设计：2.005.00V（建议为4.3V，详见备注）。5、 先进的低压低功耗CMOS工艺，低静态电流（45mA），抗静电能力强。6、 采用1MHz或10MHz的晶体组成稳定的本地振荡器。7、 驱动能力强，输出可直接驱动8位LED的位与段显示。8、 有四档内部选通测量时间：0.01秒，0.1秒，1秒，10秒。9、 标准DIP/SOP28塑封或陶封（定制）。2.4.2用途：1、频率测量、周期测量、3V便携式频率计等。2、 频率扩展，通过连接外部小数点输入实现扩展。2.4.3管脚排列及定义2.4.4逻辑框图：
5、2.4.5NB8216D的接法2.5其他模块图2.51 保持电路 图2.52内部震荡电路 图2.53闸门时间选择器 图2.54显示模块三、SCH图 图3 SCH图四、PCB图 图4.1 顶层 图4.2底层PCB规格：107.3mmX72.6mm 双面版五、元器件清单表表1 元器件清单表序号名称规格型号代号封装数量备注1SW-PBSW-PBRESET, S2SWTICH22Header 5闸门时间选择器S1S113NB8216DNB8216DU1NB8216D14LED0LED0D1LED15PWR2.5PWR2.5POWERKLD-020216Header 3Header 3P1, P5, P
6、6HDR1X337Header 3P4P4HDR1X318XTAL10MHZY1HDR1X319XTAL4MHZY2HDR1X3110Header 2Header 2POWER2HDR1X2111FJ5461AHFJ5461AHLED1, LED2FJ5461AH212SW-DIP4SW-DIP4S3DIP-811374HC0474HC04U2DIP14114506MB506U3DIP08115DIODEDIODED2, D3DIODE0.4A216BNCBNCP7BNC_RA CON117Cap100PC4, C1016080603218Cap104C1, C516080603219Cap3
7、3PC8, C916080603220Cap39PC2, C316080603221Res2100KR216080603122Res210KR816080603123Res210MR316080603124Res21KR1, R416080603225Res21MR716080603126Res2470R516080603127Res256KR616080603128Cap Pol310UC6, C710uf2六、焊接制作使用的工具有：电烙铁、镊子、钳子、热熔胶枪、万用表6.1布局要合理，减少干扰源 (1) 元器件布局： 元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题，原则之一是各部件之
8、间的引线要尽量短。在布局上，要把模拟信号部分，高速数字电路部分，噪声源部分(如继电器，大电流开关等)这三部分合理地分开，使相互间的信号耦合为最小。(2) 电源线设计：根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。 同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。(3) 地线设计：在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题(4) 远离干扰源或进行屏蔽处理；(5运用滤波器降低外界干扰。6.2 焊接过程焊接高频部分时，要尽可能地减少走线的长度，并要横平竖直，其他低频的信号线采用漆包线连接，要连到同一方向时采用
9、“总线”的方式，把线汇集在一起并排走。6.3调试完毕后，电路不用修改时，用热熔胶枪进行胶封保存。七、调试与装配使用的仪器有：万用表、稳压电源、示波器、信号发生器等。调试的主要步骤。7.1 调试前不加电源的检查对照电路图和实际线路检查连线是否正确，包括错接、少接、多接等；用万用表电阻档检查焊接和接插是否良好；元器件引脚之间有无短路，连接处有无接触不良，二极管、三极管、集成电路和电解电容的极性是否正确；电源供电包括极性、信号源连线是否正确；电源端对地是否存在短路(用万用表测量电阻)。若电路经过上述检查，确认无误后，可转入静态检测与调试。7.2 静态检测与调试断开信号源，把经过准确测量的电源接入电路
10、，用万用表电压档监测电源电压，观察有无异常现象：如冒烟、异常气味、手摸元器件发烫，电源短路等，如发现异常情况，立即切断电源，排除故障；如无异常情况，分别测量各关键点直流电压，如静态工作点、数字电路各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系、放大电路输入、输出端直流电压等是否在正常工作状态下，如不符，则调整电路元器件参数、更换元器件等，使电路最终工作在合适的工作状态；对于放大电路还要用示波器观察是否有自激发生。7.3 动态检测与调试动态调试是在静态调试的基础上进行的，调试的方法地在电路的输入端加上所需的信号源，并循着信号的注射逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标是否满足设计要求，如必要，要对电路
11、参数作进一步调整。发现问题，要设法找出原因，排除故障，继续进行。(详见检查故障的一般方法)7.4.调试注意事项(1)正确使用测量仪器的接地端，仪器的接地端与电路的接地端要可靠连接；(2)在信号较弱的输入端，尽可能使用屏蔽线连线，屏蔽线的外屏蔽层要接到公共地线上，在频率较高时要设法隔离连接线分布电容的影响，例如用示波器测量时应该使用示波器探头连接，以减少分布电容的影响。 (3)测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。 (4)测量仪器的带宽必须大于被测量电路的带宽。 (5)正确选择测量点和测量 (6)认真观察记录实验过程，包括条件、现象、数据、波形、相位等。 (7)出现故障时要认真查找原因。（描述调试和装配的步骤和过程，使用的仪表，测试到的数据等）-八、过程照片 图8.1 电路焊接 图8.2电路调试 图8.3 画PCB版 图8.4 电路板背面 图8.5打开自检4M信号（很准确）附录：参考文献陈应华，等，常用集成电路应用与实训网上资料，电子电路设计的一般性步骤总结九、网页链接地址（网页内容可以包含本次活动的名称、本组竞赛的文字、图片和视频等，必须能直接打开，此项由宁波甬晶微电子有限公司远程评分）-十、竞赛评定序号评定内容分值评定得分1SCH设计及PCB设计302制作调试与装配工艺303技术文件204网页链接内容20总分
