数字频率计的设计——任务书

滁州学院之宇文皓月创作课程设计陈述课程名称：数字逻辑课程设计设计题目：数字频率计的设计系别：网络与通信工程系专业：网络工程组别：第四组起止日期:2012年5月28日~ 2012年6月 22日指导教师:计算机与信息工程学院二○一二年制课程设计任务书目录1 引言12 设计要求12.1题目12.2系统结构要求12.3制作要求12.4扩展指标12.5运行环境12.6设计条件12.7元件介绍2①计数显示器2② 74160N3③ 7473N4④ XFG143 整体设计方案54 详细分析64．1单元电路设计6 4．2控制电路64．3关于JK触发器7 4．4测试85 调试与操纵说明85.1第一次仿真95.2第二次仿真95.3第三次仿真10 5.4第四次仿真106 课程设计总结117 致谢118 参考文献121 引言数字频率计是近代电子技术领域的重要丈量工具之一，同时也是其他许多领域广泛应用的丈量仪器。

数字频率计是在基准时间内把丈量的脉冲数记录下来，换算成频率并以数字的形式显示出来。

数字频率计应用于丈量信号（方波、正玄波或其他周期信号）的频率，并用十进制数显示。

它具有精度高、丈量速度快、读数直观、使用方便等优点。

2 设计要求2.1题目频率计主要用于丈量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲等周期信号的频率值。

其扩展功能可以丈量信号的周期和脉冲宽度。

①频率丈量范围：1HZ~10HZ。

②数字显示位数：四位静态十进制数显示被测信号的频率。

2.2系统结构要求数字频率计的整体结构要求如图所示。

图中被测信号为外部信号，送入丈量电路进行处理、丈量，档位转换用于选择测试的项目—频率、周期或脉宽，若丈量频率则进一步选择档位2.3制作要求①被测信号波形：正弦波、三角波和矩形波。

②丈量频率范围：1Hz~10kHz。

③丈量周期范围：0.1ms~1s。

④丈量脉宽范围：0.1ms~1s。

⑤丈量精度：显示4有效数字（要求分析1Hz、1kHz和10kHZ丈量误差）。

课程设计任务书
专业年级班
一、设计题目
数字频率计的设计
二、主要内容
设计一个数字式频率计，技术指标要求：1)利用单片机系统实现1～10kHz频率的输出，并用LED数码管或LCD将输出频率显示出来；2)可以任意输出频率。

三、具体要求
1．了解硬件电路组成，以及各部分的作用。

2．掌握数字频率计的工作原理。

3．设计数字频率计软件程序，画主程序，子程序流程图，编写程序清单。

4．完成系统调试。

5．撰写课程设计报告。

四、进度安排
1．每个同学根据实验题目，查找相应资料，并由组长组织分析任务要求，对任务进行分解，明确每个同学的具体任务；（半天）2．确定系统的整体设计方案，画出软件框图，分头进行电路连接，软件编写。

（4天）3．学会并熟练掌握在伟福和Keil C开发平台上，用汇编和C语言编程和调试，并写入CPU，进行实际调试。

（2天半）4．编写不少于3000字的课程设计总结报告及提供程序清单（电子版）。

（1天半）5．总结与答辩。

（半天）
五、完成后应上交的材料
1．课程设计说明书
2．源程序清单（电子版）
六、总评成绩
指导教师签名日期年月日
系主任审核日期年月日。

广东工业大学课程设计任务书
题目名称数字频率计的设计
学生学院
专业班级
姓名
学号
一、课程设计的内容
设计一个数字频率计。

二、课程设计的要求与数据
数字频率计是用来测量正弦信号、矩形信号等波形工作频率的仪器，测量结果直接用十进制数字显示。

1．被测信号的频率范围为1Hz~100KHz，分成两个频段，即1Hz~999Hz，1KHz~100KHz;
2．具有自检功能，即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度；
3．用三位数码管显示测量值，测量误差小于10%；
4．用发光二极管表示单位，当绿灯亮时表示Hz,红灯亮时表示KHz；
5．具有超量程报警功能，在超出当前量程档的测量范围时，发出灯光和音响信号。

三、课程设计应完成的工作
1. 先确定设计方案，画出系统方框图，再进行各单元电路的设计，确定元器件的参数及型号，最后画出电路总图；
2. 利用DE2板对所设计的电路进行验证；
3.用实验板或自制的PCB板完成电路的安装及调试；
4. 总结电路设计及测试结果，撰写课程设计报告。

四、课程设计进程安排
五、应收集的资料及主要参考文献
发出任务书日期：年月日指导教师签名：
计划完成日期：年月日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：。

毕业设计（论文）任务书课题名称：数字频率计的设计学院（系部）：机电工程系专业：电子信息工程三班学生姓名：学号：＿＿月＿＿日至＿＿月＿＿日共＿＿周指导老师（签字）＿＿＿＿＿＿＿教学院长（签字）＿＿＿＿＿＿＿目录摘要综述第一章引言1.1课题的目的及意义1.2国内外发展现状及研究概况1.3设计的主要技术指标与参数1.4设计的主要内容第三章单元电路设计1.数字频率计原理2.数字频率计的基本原理框图3.数字频率计的基本原理4.数字频率计的设计电路5.放大整形电路6.石英晶体振荡器和分频器7.计数译码显示电路8.控制电路9.数字频率计的电路图10.课程设计的总结与展望1.1课题的目的及意义数字频率计是用数字显示检测先好频率的仪器，是一些科研生产领域不可缺少的脉显仪器，被测信号可以是正弦波，方波，三角波或其他周期性变化的信号，经过改装，可以测量脉冲宽度，精密数字式脉款测量仪，可以测量电容。

如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的脉冲，转速，声音的频率以及产品的计时等等。

因此，数字频率计作为一种基础测量仪器到目前已有30多年的发展史，并且在工业测量中有广泛的应用。

本次设计的四位数显频率计是在基础理论和专业基础上，用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。

通过对其的设计，使我巩固了所学的本专业基础理论、专业知识和基本技能，增强了综合运用所学知识与技术独立分析问题解决问题的能力；对频率计的工作原理、电子仪器的常用设计方法等有比较深入的了解；进而掌握应用计算机进行电子线路设计的基本思想和方法。

1.2国内外发展现状及研究概况当今社会，随着科技的进步，电子技术得到了飞速的发展与应用，数字系统的设计也有了很大的进步，如今运行速度快，在功能更加强大的基础上更加便于使用携带成了发展的方向。

60年代以来，在半导体器件和计算机技术发展的基础上，结合电测技术创造了完全新的数字式仪表。

它在测试方法，原理，仪器结构和操作方法上完全与前面所讲的模式式仪表不同，产生了新型智能化仪表，它具有程序控制，信息存储数据处理和自动检修功能，使数字仪表向高准确度，多功能，高可靠性和低价格方面大大前进了一步。

目录1. 引言 (1)2．设计任务书 (2)3. 数字频率计基本原理 (3)3.1 设计思路 (3)3.2 原理框图 (3)4. 设计步骤及实现方法 (4)4.1 信号拾取与整形 (4)4.2 计数电路 (5)4.3锁存电路 (6)4.4 译码显示电路 (7)4.5 时钟电路及波形设计 (9)5 总体电路图及工作原理 (13)6 元器件的检测与电路调试缺点分析 (14)7 心得体会 (15)参考文献 (16)1. 引言数字频率计是一种基础测量仪器，在许多情况下，要对信号的频率进行测量，利用示波器可以粗略测量被测信号的频率，精确测量则要用到数字频率计。

本设计项目可以进一步加深我们对数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计与调试的方法和步骤。

2．设计任务书1、设计题目：数字频率计2、设计出一个数字频率计，其技术指标如下：（ 1 ）频率测量范围： 10 ～ 9999Hz 。

（ 2 ）输入电压幅度 >300mV 。

（ 3 ）输入信号波形：任意周期信号。

（ 4 ）显示方式：4位十进制数显示。

（ 5 ）电源： 220V 、 50Hz 。

3、给定仪器设备及元器件示波器、音频信号发生器、逻辑笔、万用表、数字集成电路测试仪、直流稳压电源。

4．电路原理要求简单，便于制作调试，元件成本低廉易购。

3. 数字频率计基本原理3.1 设计思路（1）利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一圆盘，在圆盘上挖一小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接受开关，圆盘转动一圈既光电管导通一次，利用此信号做为脉冲计数所需。

（2）计数脉冲通过计数电路进行有效的计数，按照设计要求每一秒种都必须对计数器清零一次，因为电路实行秒更新，所以计数器到译码电路之间有锁存电路，在计数器进行计数的过程中对上一次的数据进行锁存显示，这样做不仅解决了数码显示的逻辑混乱，而且避免了数码显示的闪烁问题。

（3）对于脉冲记数，有测周和测频的方式。

四川航天职业技术学院电子工程系课程设计专业名称：电子信息工程技术课程名称：数字电子技术课题名称：数字频率计设计人员：雷妍指导教师：2010 年6月10 日课程设计报告书评阅页课题名称：班级：姓名：2010 年月日指导教师评语：考核成绩：指导教师签名：2010 年月日《数字频率计课程设计》任务书一、课题名称：数字频率计二、技术指标：（1）掌握数字频率计的设计、制作方法。

（2）掌握振荡器、分频器、记数译码显示电路、单稳态电路的设计。

（3）了解标准脉冲信号发生器SPG8650B三、要求：（1）测量频率范围：1Hz～1MHz。

（2）测量信号：方波、正弦波、三角波。

（3）测量信号幅度：0.5～5V。

（4）量程分三挡：×10,×1,×0.1。

（5）5位LED数码管显示。

指导教师：申学生：雷妍电子工程系2010 年6 月10 日目录摘要 (5)1概述 (6)2设计目的 (6)3设计要求 (6)4数字频率计的基本工作原理 (7)4.1系统框图 (7)4.2方法与步骤 (9)5测频控制信号发生器设计 (10)6系统的功能仿真 (11)7心得体会 (11)8参考文献 (12)附图一 (12)附图二 (13)附录三 (13)摘要在数字电路中，数字频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。

在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。

在CMOS电路系列产品中，数字频率计是用量最大、品种很多的产品，是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。

数字电子技术设计是运用触发器和逻辑门电路来实现异步加法十进制计数器。

自制电路设计是运用所学习的知识来自行设计一个有实际意义的电路。

在运用protel技术进行画图以及仿真。

Protel是目前国内最流行的通用EDA软件，它将电路原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具组合起来构成EDA工作平台，是第1个将EDA软件设计成基于Windows的普及型产品。

滁州学院课程设计报告课程名称：数字逻辑课程设计设计题目：数字频率计的设计系别：网络与通信工程系专业：网络工程组别：第四组起止日期:2012年5月28日~ 2012年6月22日指导教师:计算机与信息工程学院二○一二年制课程设计任务书目录1 引言 (2)2 设计要求 (2)2.1题目 (2)2.2系统结构要求 (2)2.3制作要求 (2)2.4扩展指标 (2)2.5运行环境 (2)2.6设计条件 (2)2.7元件介绍 (3)①计数显示器 (3)②74160N (4)③7473N (5)④XFG1 (6)3 整体设计方案 (7)4 详细分析 (8)4．1单元电路设计 (8)4．2控制电路 (8)4．3关于JK触发器 (9)4．4测试 (10)5 调试与操作说明 (10)5.1第一次仿真 (11)5.2第二次仿真 (11)5.3第三次仿真 (12)5.4第四次仿真 (12)6 课程设计总结 (13)7 致谢 (14)8 参考文献 (14)1 引言数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同时也是其他许多领域广泛应用的测量仪器。

数字频率计是在基准时间内把测量的脉冲数记录下来，换算成频率并以数字的形式显示出来。

数字频率计应用于测量信号（方波、正玄波或其他周期信号）的频率，并用十进制数显示。

它具有精度高、测量速度快、读数直观、使用方便等优点。

2 设计要求2.1题目频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲等周期信号的频率值。

其扩展功能可以测量信号的周期和脉冲宽度。

①频率测量范围：1HZ~10HZ。

②数字显示位数：四位静态十进制数显示被测信号的频率。

2.2系统结构要求数字频率计的整体结构要求如图所示。

图中被测信号为外部信号，送入测量电路进行处理、测量，档位转换用于选择测试的项目—频率、周期或脉宽，若测量频率则进一步选择档位2.3制作要求①被测信号波形：正弦波、三角波和矩形波。

②测量频率范围：1Hz~10kHz。

课程设计任务书设计题目：数字频率计设计设计内容与要求：设计内容：设计一个数字频率计，测频范围1HZ至1KHZ。

要求：1、设计控制器，控制计数器计数和锁存器锁存计数值。

2、设计计数器，用于对待测信号计数。

3、设计锁存器，用于保存计数器的计数结果。

4、设计除法器，用于计算待测信号的频率。

5、设计顶层电路，实现对1HZ至1KHZ的输入信号进行频率测量。

指导教师：邹红文2014 年12月1日课程设计评语成绩：指导教师：_______________年月日目录第一章设计控制器 (1)1.1控制器程序 (1)1.2波形图 (2)第二章设计计数器 (3)2.1计数器程序 (3)2.2波形图 (4)第三章设计锁存器 (5)3.1锁存器程序 (5)3.2波形图 (6)第四章设计除法器 (7)4.1除法器程序 (7)4.2波形图 (8)第五章设计顶层电路 (9)5.1顶层电路图 (9)5.2仿真波形图 (10)总结 (11)第一章设计控制器1.1控制器程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY FTCTRL ISPORT(CLK1:IN STD_LOGIC;CNT_EN,RST_CNT:OUT STD_LOGIC;LOAD:OUT STD_LOGIC);END FTCTRL;ARCHITECTURE BEHAV OF FTCTRL ISSIGNAL DIV2CLK:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK1) BEGINIF CLK1'EVENT AND CLK1='1' THEN DIV2CLK<=NOT DIV2CLK; END IF;END PROCESS;PROCESS (CLK1,DIV2CLK) BEGINIF CLK1='0' AND DIV2CLK='0' THEN RST_CNT<='1';ELSE RST_CNT<='0'; END IF;END PROCESS;LOAD<=NOT DIV2CLK; CNT_EN<=DIV2CLK;END BEHAV;1.2波形图图1-1 仿真波形图当接收到CLK上升沿时钟信号的时候，CNT_EN、LOAD为原信号取反。

课程设计题目简单数字频率计的设计和制作学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级电气1202班姓名许萌指导教师石道生2014 年 6 月25 日课程设计任务书学生姓名：许萌专业班级：电气1202班指导教师：石道生工作单位：武汉理工大学题目: 简单数字频率计的设计与制作初始条件：（1）要求用直接测量法测量输入信号的频率（2）输入信号的频率为1～9999H Z要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排：6月16日~6月19日：明确课题，收集资料，方案确定6月19日~1月23日：整体设计，硬件电路调试6月23日~6月26日；报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名：2014年 6月日目录摘要及设计要求 1 第一章系统概述 21.1数字频率计的基本原理 21.2数字频率计设计的系统框图1.3系统各部分功能论述1.3.1波形放大电路1.3.2波形整形电路1.3.3时控电路1.3.4计数电路13.5 译码显示电路第二章单元电路的设计与分析第三章系统综述，总体电路图3.1 数字频率计设计原理图3.2参数及误差第四章总结参考文献附录.....................................................................................................................答疑..............................................................................................................................................个人的收获及感想..............................................................摘要数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波、方波或其它周期性变化的信号。