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数字式频率计设计Word版

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数字式频率计的设计

摘要

在电子技术中，频率是最基本的参数之一，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，因此频率的测量显得更为重要。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。数字频率计是在规定的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形式显示出来。数字频率计用于测量信号（方波，正弦波或其他周期信号）的频率，并用十进制数字显示，它具有精度高，测量速度快，读数直观，使用方便等优点。测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点。本次设计的数字频率计以555为核心，采用直接测频法测频，能够测量正弦波、三角波、锯齿波、矩形波等。根据显示的频率范围，用4片10进制的计数器构成1000进制对输入的被测脉冲进行计数；根据输入信号的幅值要求，所以要经过衰减与放大电路进行检查被测脉冲的幅值；由于被测的波形是各种不同的波，而后面的闸门或计数电路要求被测的信号必须是矩形波，所以还需要波形整形电路，通过这些整体要求，由显示部分，计数部分，逻辑控制部分，时基电路部分，构成简易的频率计的设计。

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目录

一．设计任务和要求 ....................................................................................................................... 3

1.设计任务 ................................................................................................................................ 3

2.设计要求 ................................................................................................................................ 3

二．系统设计 ................................................................................................................................... 4

1.系统要求 ................................................................................................................................ 4

2. 方案设计 .............................................................................................................................. 5

3.系统工作原理 ........................................................................................................................ 6

三．单元电路设计 ........................................................................................................................... 8

1.时基电路部分 ........................................................................................................................ 8

2.计数显示部分电路 .............................................................................................................. 11

3.控制电路设计如下 .............................................................................................................. 14

四．电路仿真分析 ......................................................................................................................... 15

五．元器件的选择及参数确定 ..................................................................................................... 17

1.电路调试 .............................................................................................................................. 17

2系统功能及性能测试 .......................................................................................................... 18

3.电路安装 .............................................................................................................................. 20

4.调试...................................................................................................................................... 21

参考文献......................................................................................................................................... 25

总结及体会..................................................................................................................................... 26

附录 ................................................................................................................................................ 28

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一．设计任务和要求

1.设计任务

设计一个数字式频率计。

2.设计要求

1、能够测量正弦波、三角波、锯齿波、矩形波等周期性信号的频率；

2、能直接用十进制数字显示测得的频率；

3、频率测量范围：1HZ—10KHZ且量程能自动切换；

4、输入信号幅度范围为0.5—5V，要求仪器自动适应

5、测量时间：t≼1.5s传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

6、电源：220V/50HZ的工频交流电供电；

（注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室提供的稳压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求）

7、按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真，用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告。

发挥部分：

1、测量频率范围为0.1-10KHZ；

2、输入信号幅度范围为0.1—100V，要求仪器自动适应；

3、用数字频率计测量信号周期。

二．系统设计

1.系统要求

数字频率计的原理：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。

式中f——频率。N——电振动次数或脉冲数。t——产生N次电振动或脉冲所需要的时间。

原理图如下所示：

↑逻辑控译码显示器 传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

→

↑

→

→→↑ ↑

↑

↑

∣ ↑被测信号

2. 方案设计

根据设计的要求，和数字式频率计的设计原理，信号之间的时序关系图，选择正确的方案。首先，必须把各种被测信号通过放大整形电路，使其成为规矩波，这是计数的基础和前提。其次，实现频率测量的另一必备环节是时基电路控制电路。所谓时基控制电路，就是产生时间标准信号的电路装置，产生1s的闸门时间，在1s内统计脉冲数，即测得的频率。时基电路可以有晶振组成，也可以由555定时器组成。晶振产生较高的标准频率，经分频器后可获得各种时基脉冲（1ms，10ms，0.1s，1s等），时基信号的选择由开关S2控制。被测频率的输入信号经放大整形后变成矩形脉冲加到主控门的输入端，如果被测信号为方波，放大整形可以不要，将被测信号直接加到主控门的输入端。时基信号经控制电路产生闸门信号至主控门，只有在闸门信号采样期间内（时基信号的一个周期），输入信号才通过主控门。若时基信号的周期为T，进入计数器的输入脉冲数为N，则被测信号的频率f＝N / T，改变时基信号的周期T，即可得到不同的测频范围。锁存器

计数器

闸门电路

放大整形电路 时基电路

合集下载

数字频率计课程设计

数字频率计课程设计

实用标准

文案大全

飞课题的任务和要求

一、任务与变求

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进制数字星示再本题要求采用中•小片段卄mr-flTT7列功諂韵敢爭■拿■■ 仪” ” “―丄二

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】、总体方案设计

1.设计思路

二.总体力案设计

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2.设计方案比较

（1 ）方案一

本系统采用可控制的计数、锁存、译码显示系统，石英晶体振荡器及 多级

分频系统，带衰减器的放大整形系统和闸门电路四部分组成。由晶体 振荡器，多级分频系统及门控电路得到具有固定宽度 T的方波脉冲做 门控信号，当门控信号到来，闸门开启，周期为 TX的信号脉冲和周 实用标准

文案大全

期为T的门控信号相与通过闸门，在闸门输出端产生的脉冲信号送到

计数器，计数器开始计数，知道门控信号结束，闸门关闭。单稳 1的

哲态送入锁存器的使能端，锁存器将计数器结果锁存，计数器停止计 数并被单稳2的暂态清零。若取闸门的时间T内通过闸门的信号脉冲 个数为N，则锁存器中的锁存计数。测量频率可直接从数字显示器上 读出。

简易数字频率计设计 完整版

简易数字频率计设计 完整版

河南科技大学

课 程 设 计 说 明 书

课程名称 现代电子系统设计

题 目 简易数字频率计设计

学 院 ＿＿电 信 学 院＿＿＿＿＿

班 级 ＿＿＿＿＿＿＿

学生姓名 ____________________

指导教师 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿

日 期 ＿＿2010-01-10＿＿＿＿＿＿

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 刘轮辉专业班级 电信科071

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。

b．测量结果直接用十进制数值显示。

c．被测信号可以是正弦波、三角波、方波，幅值1～3V不等。

d．具有超量程警告（可以用LED灯显示，也可以用蜂鸣器报警）。

e．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．构思方案，使整形时，以实现扩宽被测信号的幅值范围。

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

指导教师签字： 2009年 12月 14日

目 录

数字频率计的设计

数字频率计的设计

数字频率计的设计

频率计是常用的测量仪器，它通过对单位时间内的信号脉冲进行计数，从而测量出信号的频率。设计一个6位频率计，可以测量1～999 999 Hz的信号频率。

频率计工作时，先要产生一个计数允许信号即闸门信号，闸门信号的宽度为单位时间，例如1 s或100 ms。在闸门信号有效的时间内对被测信号计数，即为信号频率。测量过程结束，需要锁存计数值或留出一段时间显示测量值。下一次测量前，应该对计数器清零。频率计闸门时序如图所示。

计数允许信号计数清零信号显 示清零计数 频率计闸门时序

CLKRSTENACOUNT[3..0]OUTYCNT 10ACLKRSTENACOUNT[3..0]OUTYCNT 10ACLKRSTENACOUNT[3..0]OUTYCNT 10ACLKRSTENACOUNT[3..0]OUTYCNT 10ACLKRSTENACOUNT[3..0]OUTYCNT 10ACLKRSTENACOUNT[3..0]OUTYCNT 10ALOADRST_ONTCNT_ENCLKTESTCTLINPUT1 HzVCCFXDIN[3..0]LOADDOUT[3..0]REG 4BDIN[3..0]LOADDOUT[3..0]REG 4BDIN[3..0]LOADDOUT[3..0]REG 4BDIN[3..0]LOADDOUT[3..0]REG 4BDIN[3..0]LOADDOUT[3..0]REG 4BDIN[3..0]LOADDOUT[3..0]REG 4BCLK_SCANNO1_BCD[3..0]NO2_BCD[3..0]NO3_BCD[3..0]NO4_BCD[3..0]NO5_BCD[3..0]NO6_BCD[3..0]ENSEL[2..0]DOUT[6..0]OUTPUTSCAN6AOUT2OUTPUTOUT1[2..0]OUTPUTOUT0[6..0]INPUT1 kHzINPUTVCCVCC 数字频率计的顶层图

数字频率计的设计与实现

数字频率计的设计与实现

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