物理与电子工程学院 课程设计 题目:简易频率计 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 数字频率计数器
电子工程师经常需要测量频率、时间间隔、相位和对事件计数，精确的测量离不开频率计数器或它的同类产品，如电子计数器和时间间隔分析仪。 频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。其最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。 频率计主要由四个部分构成：时基（T）电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。在一个测量周期过程中，被测周期信号在输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲，送到主门的一个输入端。主门的另外一个输入端为时基电路产生电路产生的闸门脉冲。在闸门脉冲开启主门的期间，特定周期的窄脉冲才能通过主门，从而进入计数器进行计数，计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值，内部控制电路则用来完成各种测量功能之间的切换并实现测量设置。 衡量频率计数器主要指标是测量范围、测量功能、精度和稳定性，这些也是决定价格高低的主要依据。 关键词：频率计；数码管；锁存器；计数器；定时器
1课程设计目的 (1) 2课程设计的指标 (1) 3课程设计报告内容 (1) 3.1设计方案的选定与说明 (1) 3.1.1方案的设计与论证 (2) 3.2论述方案各部分工作原理 (3) 3.2.1时基电路 (3) 3.2.2计数器 (5) 3.2.3锁存器 (6) 3.3设计方案的图表 (7) 3.3.1设计原理图 (7) 3.4编写设计说明书 (8) 3.4.1设计说明 (8) 3.4.2性能技术指标与分析 (9) 4仿真结果 (10) 5总结 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录A 元器件清单 (13) 附录B 设计电路 (13)
长安大学 电子技术课程设计 数字频率计的设计 专业： 班级： 姓名 指导教师： 日期：
目录 引言 第一章系统概述 一、设计方案的选择 1、计数法 2、计时法 二、整体框图及原理 第二章单元电路设计 一、放大电路设计 二、闸门电路设计 三、时基电路设计 四、控制电路设计 五、报警电路设计 六、整体电路图 七、整机元件清单 第三章设计小结 一、设计任务完成情况 二、问题及改进 三、心得体会 鸣谢 附录
引言 题目：数字频率计的设计 初始条件： 本设计可以使用在数模电理论课上学过或没学过的集成器件和必要的门电路构建简易频率计，用数码管显示频率计数值。 要求完成的主要任务： ①设计一个频率计。要求用4位7段数码管显示待测频率，并用发光二极管表示单位。 ②测量频率的范围：100hz—100khz。 ③测量信号类型：正弦波和方波。 ④具有超量程报警功能。 摘要： 本次课程设是基于TTL系列芯片的简易数字频率计,数字频率计应用所学的数字电路和模拟电路的知识进行设计。在设计过程中，所有电路仿真均基于Multisim仿真软件。本课程设计介绍了简易频率计的设计方案及其基本原理，并着重介绍了频率计各单元电路的设计思路，原理及仿真，整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。设计共有三大组成部分：一是原理电路的设计，本部分详细讲解了电路的理论实现，是关键部分；二是性能测试，这部分用于测试设计是否符合任务要求。三是是对本次课程设计的总结。 关键字：频率计、TTL芯片、时基电路、逻辑控制、分频、计数、报警
第一章系统概述 一、设计方案的选择 信号的频率就是信号在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为f=N/T，其中f为被测信号的频率，N为计数器所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。如在1s内记录1000个脉冲，则被测信号的频率为1000HZ。测量频率的基本方法有两种：计数法和计时法，或称测频法和测周期法。 1、计数法 计数法是将被测信号通过一个定时闸门加到计数器进行计数的方法，如果闸门打开的时间为T，计数器得到的计数值为N1，则被测频率为f=N1/T。改变时间T，则可改变测量频率范围。如图（1-1-1） 计数值N1 被测信号 标准闸门 T 图 1-1-1 测频法测量原理 设在T期间，计数器的精确计数值应为N,根据计数器的计数特性可知，N1的绝对误差是N1=N+1,N1的相对误差为δN1=(N1-N)/N=1/N。由N1的相对误差可知，N的数值愈大，相对误差愈小，成反比关系。因此，在f以确定的条件下，为减少N的相对误差，可通过增大T的方法来降低测量误差。当T为某确定值时（通常取1s），则有f1=N1,而f=N，故有f1的相对误差：δf1=(f1-f)/f=1/f 从上式可知f1的相对误差与f成反比关系，即信号频率越高，误差越小；而信号频率越低，则测量误差越大。因此测频法适合用于对高频信号的测量，频率越高，测量精度也越高。
VC2000智能频率计使用说明书 一、概述 VC2000智能频率计是多功能智能仪器,具有:频率测量、脉冲计数，及晶体测量等功能，并有4档时间闸门5档功能选择，和8位LED高亮度显示。 本频率计是一个10HZ——2400MHZ的多功能智能频率计。 全部功能是用一个单片微控制器（CPU）来完成的。本仪器是智能数字化仪器，晶体有恒温控控制线路，降低了温度漂移造成的测量误差，本机有工作状态记忆功能，每次开机后均可按上次所设置的功能工作。整机性能稳定，功能齐全，是一种高性能，低价位的理想智能数字化仪器。 二、技术条件及说明 1．测量 （1）、输入端口 本机有3个输入通端口 1．A端口为50MHZ—2400MHZ的高频通道端口 2．B端口为10MHZ-50MHZ的低频通道端口 3．晶振端口为晶体测量端口 （2）、频率测量 1．量程 共有5个档位，第1—3档测频率，第4档测累计计数，第5档测晶体 档位1 50MHZ—2400MHZ由A端口输放 档位2 4MHZ—50MHZ由B端口输放 档位3 10HZ—4MHZ由B端口输入 2．分辨率 3．闸门时间:0.1秒、1.0 秒、5.0秒、10秒，可任选。 3．精度：基准时间误差*被测频率±1个字。 （3）累计测量 档位4，B输入端口；分辨计：±1个字计数频率范围：10HZ—4HZ （4）晶体测量 档位5，由面板晶体振槽插入，测试范围：3.5MHZ—16MHZ 2．输放特性 通道A输放灵敏度25mVrms/200mVrms；阻抗约50 欧；最大安全电压为3V
通道B输放灵敏度：第二档：25mVrms/80mVrms；第三档：10mVrms/30mVrms；阻抗约1兆欧（少于35Pf）；最大安全电压为30V 3．时基： 短期稳定度：±3*10-9/秒；长稳定度：±210-5/月；温度：±1*10-5 10℃--40℃ 4．显示 为8位LED高亮度显示并带有频率、计数、晶振、KHZ、MHZ等显示以及各档位和时间闸门的LED显示。 5．电源：幅度AC 220V/110V±10%；频率50HZ/60HZ 6．温度使用范围–5℃-50℃；存放和运输：–40℃-60℃ 7．湿度：10—90%RH 存放5—90%RH。 8．预热时间：20分钟 9．尺寸：270mm*215mm*100mm 10．重量约1550g 第二章操作说明 一。使用要求。 （1）电源要求：AC 220V/110V±10%、50HZ/60HZ最大消耗功率为5W。 （2）预热要求：测量前应预热20分钟以保证晶体振荡器的频率稳定。 二．面板说明 正面：晶振键、闸门键、档位键、确定键、复位键、晶振插槽、晶振指示灯、MHZ指示灯、KHZ指示灯、LED显示器、计数指示灯、频率指示灯、B端口（10HZ—50MHZ）、A端口（50MHZ—2.4GHZ）；背面：电源开关、电源转换开关（A V220V/110V）；电源插座；保险丝座。 正面板说明： 晶振按键：用于测量晶振的按键，当测晶振时将被测晶振插入面板右下方的晶振插槽，并同时按下此键才能测试晶体，没测晶振时一定要再按此键一闪，使振荡线路停振，以确保不对外界产生干扰。 闸门按键：用于设置测量时的不同计数周期（产生相应的分辨率）。共设有4个闸门时间即0.1s 、1S、5S、10S（S=秒） 档位按键：共设置5个档位 档位1：50MHZ—2400MHZ量程A通道，测量单位显示“MHZ”（窗口后部显示） 档位2：4MHZ—50MHZ量程B通道，测量单位显示“MHZ”（窗口后部显示） 档位3：10HZ—4MHZ量程B通道，测量单位显示“KHZ”（窗口后部显示） 以上三档为测量频率档位，“频率”指示类亮。（在窗口前端） 档位4：累积计数测量，B通道输入，此时“计数”灯亮。 档位5：测试晶体，晶振插槽插入，此时“晶振”灯亮，测量单位显示“KHZ”。 每次选择好闸门，档位后再按下“确定”键后，频率计即刻开始工作，每次开机或“复位”键后，仪器自动进入上次按“确定”后的工作状态。 复位按键：当仪器出现非正常状态时，按一下该键，则仪器可恢复正常工作。 B通道：档位2、3、4输放最大幅小于30V。 A通道：档位1输入端口，输放最大幅度不于3V。 后面板说明： 电源开关 电源转换开关：A V220V/110V可转换 电源插座
自适应数字频率计 设 计 说 明 书 负责人：张赟颍 队员：黄蜀宾、熊华竞
目录 1、项目介绍................................................................................................................................ - 1 - 2、制作流程图............................................................................................................................ - 1 - 2.1 项目制作流程如下：................................................................................................... - 1 - 2.2 项目时间进度安排如下：........................................................................................... - 1 - 3、系统功能分析........................................................................................................................ - 2 - 3.1 系统的功能模块框图................................................................................................... - 2 - 3.2 分频模块....................................................................................................................... - 3 - 4.选频模块: ......................................................................................................................... - 5 - 5. 控制模块......................................................................................................................... - 7 - 6 数码管显示.................................................................................................................... - 13 - 7、软件设计.............................................................................................................................. - 13 - 7.1 软件流程图................................................................................................................. - 13 - 8.软件代码介绍......................................................................................................................... - 14 - 9、附件...................................................................................................................................... - 19 - 9.1 系统的原理图............................................................................................................. - 19 - 系统PCB图...................................................................................................................... - 20 -
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目：数字频率计 初始条件： 具备电子电路的基础知识和设计能力；具备查阅资料的基本方法；熟悉常用的电子器件；熟悉电子设计常用软件的使用； 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、设计频率检测电路； 2、测量信号与TTL电平兼容，频率范围：0HZ～100KHZ； 3、数码管显示频率； 4、掌握数字电路的设计及调试方法； 5、撰写符合学校要求的课程设计说明书。 时间安排： 时间一周，其中2天原理设计，3天电路调试 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要 频率计又称为频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。其最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N 时，则被测信号的频率f=N/T。 本文介绍了一种测量仅与TTL电平兼容的信号的数字频率计，频率测量中直接测量的数字频率计主要由四个部分构成：时基（T）电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。其频率的测量范围为0HZ到100KHZ，此次设计频率计思路主要是利用计数原理，通过一定的时基控制电路能在1秒钟以内让计数器工作于计数状态，最后在1秒钟内将计数值进行锁存﹑输出﹑显示，即可得到待测信号频率，涉及到的集成芯片主要有十进制计数芯片74LS90﹑边沿控制锁存器74LS273﹑用于数码管显示的译码器CD4511﹑以及时基芯片555和双可重复单稳态触发器74LS123,共同完成了数字频率计的设计。 关键词：TTL电平兼容信号，计数，频率计
目录 摘要 1.数字频率计的设计总体方案 (1) 1.1数字频率计的简介 (1) 1.2电路方案设计 (2) 1.3方案的比较及选取 (4) 2.电路模块设计 (4) 2.1计数电路 (5) 2.2显示电路 (5) 2.3计时电路 (5) 3.系统总体电路图 (7) 3.1计数显示部分电路 (7) 3.2闸门逻辑控制电路 (8) 4.软件仿真图 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 5.实物调试 (11) 5.1实物制作 (11) 5.2实物显示结果图 (11) 5.3误差分析 (11) 6.心得体会 (12) 7.参考文献 (14) 附录：原件清单 (14)
目录 第一章概述1 第二章工作特性 2 2.1 毫伏表 2 2.2 频率计 3 2.3 基准输出 3 2.4 远控功能3 2.5 其它 4 第三章面板说明 5 3.1 前面板 5 3.2 后面板 10 第四章使用说明11 4.1 测量前的工作11 4.2 电压输入通道测量 12 4.3 系统设置 14 第五章远程控制17 5.1 遥控操作前的准备工作 17 5.2 命令格式说明 18
5.3 命令简介 19 5.4 命令详解 20 第六章注意事项24 第七章附件清单26
SP2271是一种新型的采用微处理器控制的智能化数字超高频毫伏表/频率计，该仪器采用检波放大工作原理，能测量10kHz~1000MHz 的正弦电压。测量电压围800μVrms~10Vrms、分辨率1μV、准确度优于±2%。 本仪器采用高亮度VFD显示，读数清晰、亮度高、寿命长，该机具有频率响应良好、驻波系数小、灵敏度高、功耗低、体积小、重量轻等特点。仪器能自动调零，测量电压时既可以选择自动量程也可以选择手动测量量程，仪器带有RS232接口，可进行远程测量控制。 该仪器是生产车间和实验室超高频电压计量测试的必备仪器（如超高频标准信号源输出电压频响的计量测试）。该仪器测量的稳定性好、分辨率高、重复性好，可用于计量信号源输出电压的误差和稳定性，同时也能用于10kHz到1GHz超高频电压计量工作传递标准，也可用于自动测试系统中测试高频电压。 该仪器可选配10kHz~1000MHz频率插件，使该机一机两用，可作为10kHz~1000MHz频率计使用。 该仪器按GB6587.1-86“电子测量仪器环境试验总纲”的规定属于第Ⅱ组仪器。（额定使用上限温度试验按SJ2314-83的3.15规定湿度为80%）。
前言 (3) 一、总体设计 (4) 二、硬件设计 (6) AT89C51单片机及其引脚说明： (6) 显示原理 (8) 技术参数 (10) 电参数表 (10) 时序特性表 (11) 模块引脚功能表 (12) 三、软件设计 (12) 四、调试说明 (15) 五、使用说明 (17) 结论 (17) 参考文献 (18)
附录 (19) Ⅰ、系统电路图 (19) Ⅱ、程序清单 (20)
前言 单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用在生活中至关重要。 随着电子信息产业的不断发展,信号频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。传统的频率计通常是用很多的逻辑电路和时序电路来实现的，这种电路一般运行缓慢，而且测量频率的范围比较小.考虑到上述问题，本论文设计一个基于单片机技术的数字频率计。首先，我们把待测信号经过放大整形;然后把信号送入单片机的定时计数器里进行计数,获得频率值；最后把测得的频率数值送入显示电路里进行显示。本文从频率计的原理出发，介绍了基于单片机的数字频率计的设计方案，选择了实现系统得各种电路元器件，并对硬件电路进行了仿真。
一、总体设计 用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量. 所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为f=N/T。其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测频率f x。时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为1s,则门控电路的输出信号持续时间亦准确地等于1s.闸门电路由标准秒信号进行控制，当秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。秒信号结束时闸门关闭,计数器停止计数。由于计数器计得的脉冲数N是在1秒时间内的累计数，所以被测频率fx=NHz。 本系统采用测量频率法,可将频率脉冲直接连接到AT89C51的T0端，将T/C1用做定时器。T/C0用做计数器。在T/C1定时的时间里，对频率脉冲进行计数。在1S定时内所计脉冲数即是该脉冲的频率。见图1: 图1测量时序图 由于T0并不与T1同步,并且有可能造成脉冲丢失，所以对计数器T0做一定的延时，以矫正误差。具体延时时间根据具体实验确定。 根据频率的定义，频率是单位时间内信号波的个数，因此采用上述各种方案
电子测量实训报告 姓名：X X X 院系：X X X X 学院 专业：07电子信息工程 学号： 指导教师： 完成时间: 2010 年 9月 7 日
目录 第1章引言 (3) 1.1数字频率计的概述 (3) 1.2设计任务 (3) 1.3设计目的 (4) 1.4设计方案 (4) 1.5频率计设计原理 (5) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1电路原理图设计 (5) 2.2单元电路介绍 (6) 2.3 74LS90引脚及其说明 (8) 2.4 74LS47的介绍 (9) 2.5 74LS123的介绍 (10) 第3章硬件调试 (11) 第4章实训小结 (10) 第5章附录 (13) 附录1 硬件电路原理图和连接图 (13) 附录2 元器件清单 (14) 附录3 参考文献 (14)
数字频率计的设计 摘要：本实训报告是关于数字频率计设计的简要介绍。采用直接测频法的方案来完成本次实训设计。其组成部分有时基电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、译码、显示电路。该设计主要用于数码管的显示功能，在四位LED数码管上对输入信号频率进行显示，并能够准确运行。 关键词：数字频率计、计数脉冲、单稳态电路、闸门电路、锁存、频率显示 第1章引言 1.1数字频率计的概述 数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正弦波，方波，三角波和尖脉冲信号的频率，而且还可以测量他们的周期。数字频率计在测量其他物理量如转速、振荡频率等方面获得广泛应用。所谓频率，就是周期性信号在单位时间（1s）里变化的次数。若在一定时间间隔T内测得的这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为：f =N/T。 1.2设计任务 设计一个数字频率计系统，频率在四位数码管上进行显示，如下图。从左到右依次为频率的千位、百位、十位、个位。 设计要求： （1）位数： 能计4位十进制数，计数位数主要取决于被测信号频率的高低，如果被测信号频率较高，精度又较高，可相应增加显示位数。 （2）量程： 最大读数为9999Hz，闸门信号的采样时间为1s。 （3）显示方式： 用七段LED数码管显示读数，做到显示稳定、不跳变。
课程设计说明书 课程设计名称：数字电路课程设计 课程设计题目：数字频率计 学院名称：信息工程学院 专业：电子信息工程班级： ******* 学号： ****** 姓名： ***** 评分：教师： ****** 20 11 年 10 月 5 日
数字电路课程设计任务书 20 11 －20 12 学年第 1 学期第 1 周－ 2 周 题目数字频率计 内容及要求 基本要求：采用基本数字集成电路设计制作——简易数字频率计，要求测量频率范围为0—9999Hz，测量分辨率为10Hz，并使用LED数码管显示。 提高要求：1、讨论测量误差的形成原因并提出改进方案2、提高测频范围的方案3、输入保护4、输入信号为正弦波、三角波、方波的情况 进度安排 1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备：第一周2天； 2. 领元器件、焊接、制作：第一周3天 3．调试：第二周2天 4. 验收：第二周0.5天 5.写报告：本学期3～7周 学生姓名：郭健 指导时间2011.8.29-2011.9.10 指导地点： E 楼 311室任务下达2011年 8 月 29 日任务完成2011 年 9 月日考核方式 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作□ 4.其它□ 指导教师王忠华系（部）主任
摘要 数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号的频率的一种测量装置。它不仅可以测量方波、正弦波、三角波尖脉冲信号和其他具有周期性信号的频率，而且，还可以测量它们的周期。经过改良，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉冲宽度测量仪，可以测量电容，做成数字式电容测量仪。在电路中增加传感器等元器件，还可以做成数字式脉搏仪、计价器等等。因此，数字频率计在测量物理信号与电量信号方面有非常广泛的应用。数字频率计是计算机、通信设备、音频视频等科研领域设计生产必不可少的测量仪器。本设计是采用CD4017与CD4511芯片进行对被测信号的控制与计数，从而通过译码器与数码管的显示。本设计具有体积小、功耗低、结构简单、读数直观、可靠性高等特点。 关键字：整形电路、逻辑控制电路、译码显示电路 目录 一、前言………………………………………………………………………… 二、设计要求…………………………………………………………………………
目录 第一章概述1第二章工作特性 2 2.1 毫伏表 2 2.2 频率计 3 2.3 基准输出 3 2.4 远控功能 3 2.5 其它 4 第三章面板说明 5 3.1 前面板 5 3.2 后面板10 第四章使用说明11 4.1 测量前的工作11 4.2 电压输入通道测量12 4.3 系统设置14 第五章远程控制17 5.1 遥控操作前的准备工作17 5.2 命令格式说明18 5.3 命令简介19 5.4 命令详解20 第六章注意事项24 第七章附件清单26
SP2271是一种新型的采用微处理器控制的智能化数字超高频毫伏表/频率计，该仪器采用检波放大工作原理，能测量10kHz~1000MHz 的正弦电压。测量电压范围800μVrms~10Vrms、分辨率1μV、准确度优于±2%。 本仪器采用高亮度VFD显示，读数清晰、亮度高、寿命长，该机具有频率响应良好、驻波系数小、灵敏度高、功耗低、体积小、重量轻等特点。仪器能自动调零，测量电压时既可以选择自动量程也可以选择手动测量量程，仪器带有RS232接口，可进行远程测量控制。 该仪器是生产车间和实验室超高频电压计量测试的必备仪器（如超高频标准信号源输出电压频响的计量测试）。该仪器测量的稳定性好、分辨率高、重复性好，可用于计量信号源输出电压的误差和稳定性，同时也能用于10kHz到1GHz超高频电压计量工作传递标准，也可用于自动测试系统中测试高频电压。 该仪器可选配10kHz~1000MHz频率插件，使该机一机两用，可作为10kHz~1000MHz频率计使用。 该仪器按GB6587.1-86“电子测量仪器环境试验总纲”的规定属于第Ⅱ组仪器。（额定使用上限温度试验按SJ2314-83的3.15规定湿度为80%）。
数显频率计设计任务书 ⑴硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计。 ⑵软件设计：根据硬件设计完成显示功能要求，完成控制软件的编写与调试； ⑶功能要求：用89C51单片机的定时器/计数器的定时和计数功能，外部扩展6 位 LED数码管，要求累计每秒进入单片机的外部脉冲个数，用LED数码 管显示出来。
目录 摘要............................................................................................................ .. (4) 1. 绪论............................................................................................................ . (4) 2. 设计要求及方案选 (6) 1.1 设计要求 (6) 1.2 方案选择 (6) 3．系统电路设计 (7) 3.1 基于单片机的数字频率计的原理 (7) 3.2 单片机的概述及引脚说明 (8) 3.3 单片机的最小系统 (9) 3.4 单片机的定时\计数 (9) 3.5 定时器\计数器的四种工作方式 (10) 3.6 主要程序段及软件流程图设计 (12) 3.6.1 流程图 (12) 3.6.2 源程序 (14) 结论............................................................................................................ (16) 致谢......................................................................................................... .. (17) 参考文献................................................................................................................. . (18) 附录........................................................................................................... .. (19)
燕山大学EDA课程设计报告书 题目：数字频率计
一、设计题目及要求 题目名称：数字频率计 要求： 1．输入为矩形脉冲，频率范围0~999KHz； 2．用3 位数码管显示；只显示最后的结果，不要将计数过程显示出来； 3．单位为Hz 和KHz 两档，自动切换，要有档位指示。 4. 超出测量范围，显示3 条短线“- - -”，且发出间隔为1s 的蜂鸣报警。 二、设计过程及内容 测量脉冲信号频率就是测量在单位时间内所产生的脉冲个数，所以在1S 时间内计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。测量范围分别是0~999HZ、1~999kHZ，在kHZ档时，LED灯亮。 我们将数字频率计分为六个模块，分别是366分频模块，二分频模块，计数模块，选择模块，扫描模块，报警模块。 1、总体电路图如下： 右侧saomiao模块的输出端ABCDEF与计数器高位的进位输出端取非后相
与，再接接入实验箱，G和进位输出端相或，再接实验箱，实现在超出量程时显示“---”。 2、各部分电路图及功能 (1)分频模块 所选实验箱时钟信号频率为366HZ，为产生周期为两秒、占空比为1:2的时钟信号，需将366HZ的信号先经过366分频，产生周期为1HZ的信号，再经过二分频产生占空比符合要求的时钟信号。 366分频模块电路图： 功能说明：本模块使用三片74160级联构成366进制计数器，将输入的366HZ信号分频为1HZ，占空比为1:366的信号。 二分频模块电路图; 功能说明：使用边沿D触发器构成二分频，在输入信号的上升沿输出一秒的高电平或低电平，形成占空比1:2的时钟信号。
（2）计数器模块 功能说明：本模块共使用8片74160，上部的7片74160构成十进制计数器，左侧的三片计数器实现档位0~999HZ的计数，超出范围后将会有高电平的进位输出，使LED端产生周期为1s的脉冲，即LED灯进行1s的闪烁，标志着此时档位为kHZ。右侧三片实现kHZ档位计数，当低三位最后一个计数器产生进位时，高三位的输出端取或时SEL就会输出高电平，连接二选一模块进行档位选择。当高位输出产生进位时，最后一块产生报警信号的输出DD，为报警模块提供输入。 （3）数据选择器模块 功能说明：输出的档位由输入SEL控制，当SEL=0时，数据选择器选择A 输出即高三位KHZ档；当SEL=1时选择B输出即低三位HZ档。并利用74273在计数1s后输入数据，进行锁存，实现只显示最后的结果，不显示计数过程。其中1S的时钟信号加非门输出端，实现了数据的保存和输出。
摘要 频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称基础时间为1秒。基础时间也可以大于或小于一秒。基础时间越长，得到的频率值就越准确，但基础时间越长则没测一次频率的间隔就越长。基础时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。本文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。 关键词：数显、频率计、时基、protues仿真、555构成多谐振荡器 简易数字频率计的设计 数字频率计是直接用十进制数字来显示被测量信号频率的一种测量装置，
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波和尖端冲信号的频率，而且还可以测量它们的周期。 频率，就是周期性信号在单位时间 (1s) 内变化的次数．若在一定时间间隔 T 内测得这个周期性信号的重复变化次数为 N ，则其频率可表示为 f=N/T 。原理框图中，被测信号 Vx经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号Ⅰ，其频率与被测信号的频率fx相同。时基电路提供标准时间基准信号Ⅱ，其高电平持续时间t1=1s,当1s信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到1s信号结束时闸门关闭，停止计数。若在基础时间1S内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率fx=NHz。逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲Ⅳ，使显示器上的数字稳定；二是产生“0”脉冲Ⅴ，使计数器每次测量从零开始计数。 1.电路设计方案及其论证
1-1 ICM7216D 构成数字频率计电路图 由ICM7216D 构成的数字频率计 由ICM7216D 构成的10MHZ 频率计电路采用+5V 单电源供电。高精度晶体振荡器和321R C C 、、构成10MHz 并联振荡电路，产生时间基准频率信号，经内部分频后产生闸门信号。输出分别连接到相应数码显示管上。ICM7216D 要求输入信号的高电平大于，低电平小于，脉宽大于50ns ，所以实际应用中，需要根据具体情况增加一些辅助电路。 优点：这个电路由于芯片集成度相对较高，所以电路设计较为简单，操作比较简单。而且精确度高。 缺点：对于芯片不太熟悉，而且由于集成度太高，缺少电路设计，仿真软件中并没有这个芯片。由于输出级需要相应的辅助电路，为电路设计带来很大麻烦。
大连理工大学城市学院数字电路与系统课程设计设计题目：数字频率计 学院：电子与自动化学院 专业：自动化 学生：揣智涵 同组人：王晓宁周英茹 指导教师：于海霞 完成日期： 2012年3月26日
目录 第一章设计任务 1.1项目名称 1.2项目设计说明 1.2.1设计任务和要求 1.2.2进度安排 1.3项目总体功能模块图 第二章需求分析 2.1问题基本描述 （要求分析得出整个系统流程图） 2.2系统模块分解及各模块功能的基本要求第三章设计原理 3.1 设计原理 3.2 MAXPLUSII介绍 第四章系统功能模块设计 4.1 FEN模块 4.1.1 FEN模块流程图 4.1.2 输入输出引脚及其功能说明 4.1.3 程序代码实现 4.2 SEL模块 4.2.1 SEL模块流程图 4.2.2输入输出引脚及其功能说明 4.2.3程序代码实现
4.3 CORNA模块 4.3.1 CORNA模块流程图 4.3.2 输入输出引脚及其功能说明 4.3.3 程序代码实现 4.4 LOCK模块 4.4.1 LOCK模块流程图 4.4.2 输入输出引脚及其功能说明 4.4.3 程序代码实现 4.5 CH模块 4.5.1 输入输出引脚及其功能说明 4.5.2 程序代码实现 4.6 DISP模块 4.6.1 输入输出引脚及其功能说明 4.6.2 程序代码实现 第五章调试并分析结果 5.1输入说明 5.2预计输出 5.3测试结果记录 5.4测试结果分析 第六章结论 心得体会 参考文献
第一章设计任务 1.1 项目名称：数字频率计 1.2 项目设计说明 1.2.1 设计任务和要求 此频率计共分4档： 一档：0~9999Hz; 二档：10~99.99kHZ; 三档：100.0~999.9kHz;， 四档：1.000~999MHz; 在换挡的设计方面，此程序突破了以往改变闸门时间的方法，使自动换挡的实现更加简单可靠。 1.2.2 进度安排 第一节课：画出模块及程序流程图 第二节课：调试各模块程序使其无误 第三节课：连接整个程序并下载到试验箱是数字频率计的功能实现 第四节课：改进程序设计实现创新，然后完成课程设计报告 第五节课：完成答辩 1.3 项目总体功能模块图如下
目录 第一章概述1第二章工作特性2毫伏表 2 频率计 3 基准输出 3 远控功能3 其它4第三章面板说明5前面板5 后面板 10 第四章使用说明11测量前的工作11电压输入通道测量12系统设置14第五章远程控制17遥控操作前的准备工作17命令格式说明18命令简介19命令详解20第六章注意事项24
第七章附件清单26
SP2271是一种新型的采用微处理器控制的智能化数字超高频毫伏表/频率计，该仪器采用检波放大工作原理，能测量10kHz~1000MHz 的正弦电压。测量电压范围800μVrms~10Vrms、分辨率1μV、准确度优于±2%。 本仪器采用高亮度VFD显示，读数清晰、亮度高、寿命长，该机具有频率响应良好、驻波系数小、灵敏度高、功耗低、体积小、重量轻等特点。仪器能自动调零，测量电压时既可以选择自动量程也可以选择手动测量量程，仪器带有RS232接口，可进行远程测量控制。 该仪器是生产车间和实验室超高频电压计量测试的必备仪器（如超高频标准信号源输出电压频响的计量测试）。该仪器测量的稳定性好、分辨率高、重复性好，可用于计量信号源输出电压的误差和稳定性，同时也能用于10kHz到1GHz超高频电压计量工作传递标准，也可用于自动测试系统中测试高频电压。 该仪器可选配10kHz~1000MHz频率插件，使该机一机两用，可作为10kHz~1000MHz频率计使用。 该仪器按“电子测量仪器环境试验总纲”的规定属于第Ⅱ组仪器。（额定使用上限温度试验按SJ2314-83的规定湿度为80%）。
毫伏表 测量电压的频率范围：射频探头 10kHz~1000MHz 测量电压的范围：800ｕVrms~10Vrms，50Ω负载 电压测量方式：手动或自动 电压测量量程档为：4mVrms/40mVrms/400mVrms/4Vrms/10Vrms 测量100kHz电压的工作误差：(0~40℃) 注：1 标准电压源的频率100kHz 2 波形要求：正弦波，失真度≤%，幅度误差≤±%；
河南科技大学 课程设计说明书 课程名称＿＿现代电子系统课程设计＿＿题目＿＿＿简易数字频率计设计＿＿ 学院＿＿＿电子信息工程学院＿＿＿班级＿电子信息科学与技术091班＿学生姓名＿＿＿＿＿李可以＿＿＿＿＿＿指导教师＿＿齐晶晶、张雷鸣＿＿＿日期2012.12.21
课程设计任务书 （指导教师填写） 课程设计名称现代电子系统课程设计学生姓名李可以专业班级电信科091 设计题目简易数字频率计设计 一、课程设计目的 掌握高速AD的使用方法； 掌握频率计的工作原理； 掌握GW48_SOPC实验箱的使用方法； 了解基于FPGA的电子系统的设计方法。 二、设计内容、技术条件和要求 设计一个具有如下功能的简易频率计。 （1）基本要求： a．被测信号的频率范围为1～20kHz，用4位数码管显示数据，十进制数值显示。 b．被测信号为幅值1～3V的方波、脉冲信号。 c．具有超量程警告（可以用LED灯显示，也可以用蜂鸣器报警）。 d．当测量脉冲信号时，能显示其占空比（精度误差不大于1%）。 （2）发挥部分 a．修改设计，实现自动切换量程。 b．扩宽被测信号能测量正弦波、三角波。 c．其它。 三、时间进度安排 布置课题和讲解：1天查阅资料、设计：4天 实验：3天撰写报告：2天 四、主要参考文献 何小艇《电子系统设计》浙江大学出版社 2008.1 潘松黄继业《EDA技术实用教程》科学出版社 2006.10 齐晶晶《现代电子系统设计》实验指导书电工电子实验教学中心 2009.8 指导教师签字： 2012年 12月3日
摘要 频率计是数字电路中的一个典型应用，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，频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。随着复杂可编程逻辑器件（CPLD）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL语言。将使整个系统大大简化。提高整体的性能和可靠性。 在本文中，我们设计了一个简易数字频率计。主要分为如下几个部分： A/D模块：用硬件描述语言写一个状态机，控制ADC0809芯片正常工作，使输入的被测模拟信号经过ADC0809芯片处理，转化为数字信号。 比较整形模块：将A/D转换出来的数字信号通过比较，高于阈值的为1低于阈值的为0从而将八位数字信号转换为脉冲便于频率计算。 频率测量模块：常用的频率测量方法有很多。有计数法和计时法，等精度法等，具体的方案论证将在下面进行。 占空比计算模块：计算脉冲波占空比，具体的方案论证将在下面进行。 选择显示模块：由于只有四位数码管显示，所以用一个二选一选择器，通过一个按键控制四位数码管显示的内容是频率还是占空比。 关键词：数字频率计、模块、占空比、数字信号、测量、阈值
课程设计任务书 学生姓名：覃朝光专业班级：通信1103 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 数字频率计的设计与实现 初始条件： 本设计既可以使用集成脉冲发生器、计数器、译码器、单稳态触发器、锁存器、放大器、整形电路和必要的门电路等，也可以使用单片机系统构建简易频率计。用数码管显示频率计数值。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： 1）设计一个频率计。要求用4位7段数码管显示待测频率，格式为0000Hz。 2）测量频率范围：10~9999Hz。 3）测量信号类型：正弦波、方波和三角波。 4）测量信号幅值：0.5~5V。 5）设计的脉冲信号发生器，以此产生闸门信号，闸门信号宽度为1s。 6）确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 1、2013年5 月17日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、2013 年 6 月18 日至2013 年6 月22 日，方案选择和电路设计。 3、2013 年6 月22 日至2013 年7 月1 日，电路调试和设计说明书撰写。 4、2013年7月5日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要 (3) 1电路的设计思路与原理 (4) 1.1电路设计方案的选择 (4) 1.1.1方案一：利用单片机制作频率计 (4) 1.1.2方案二：利用锁存器与计数器制作频率计 (5) 1.1.3方案三：利用定时电路与计数器制作频率计 (5) 1.1.4方案确定 (6) 1.2 原理及技术指标 (6) 1.3 单元电路设计及参数计算 (8) 1.3.1时基电路 (8) 1.3.2放大整形电路 (9) 1.3.3逻辑控制电路 (9) 1.3.4计数器 (11) 1.3.5锁存器 (12) 1.3.6译码电路 (13) 2仿真结果及分析 (13) 2.1仿真总图 (13) 2.2单个元电路仿真图 (14) 2.3测试结果 (17) 3测试的数据和理论计算的比较分析 (17) 4制作与调试中出现的故障、原因及排除方法 (17) 4.1故障a (17) 4.2故障b (18) 4.3故障c (18) 4.4故障d (18) 4.5故障e (18) 5 心得体会 (19)