电子技术课程设计数字频率计4
数字电子技术基础课程设计--数字频率计名师教案与资料
课程设计数字电子技术基础题目---数字频率计学院信息工程学院专业电子信息工程班级电信1404姓名周成浩指导教师孟哲2016 年07 月01 日摘要在电子技术中，频率是最基本的参数之一，同时频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此，频率计拥有非常广泛的应用范围。
在传统的生产制造企业中，在计量实验室中，在无线通讯测试中都需要用到频率计。
本次实验的频率计是由NE555产生时基信号，计数器74LS90分频、计数，74ls273触发锁存数据，七段共阳数码管作为显示部分来显示频率。
该设计方案简单、实用、经济，能够测量1-999Hz、1-9.99kHz幅度为0-10V的正弦波、三角波、方波信号的频率，在测量0-999Hz范围幅度时精度为1Hz，在测量0-9.99kHz范围幅度时精度为0.01kHz。
关键词：multisim、时基信号、计数器、施密特触发器目录1.电路方案论证 (3)1.1 系统基本方案 (3)1.2 各模块方案论证与选择 (3)1.2.1输入电路设计 (4)1.2.2时基产生电路设计 (5)1.2.3分频电路设计 (7)1.2.4逻辑控制电路设计 (8)1.2.5计数与显示电路模块 (9)2.电路仿真 (11)2.1 Multsim进行仿真 (11)2.2仿真数据 (11)3.焊接与调试 (12)3.1 焊接 (12)3.2 调试 (12)4.参数测量与计算 (13)5.心得体会 (13)6.元件清单 (15)参考文献 (16)附录一 (17)附录二 (18)1 电路方案论证1.1 系统基本原理所谓频率就是信号在单位时间内所产生的脉冲个数，其数学表达式为f=N/T，其中f为被测信号的频率；N为T时间内所累积的脉冲个数；T为计数时间。
计数器单位时间内的计数结果，既为被测信号的频率。
本系统就是按照频率的这一定义来实现其测量的，其系统原理框图如图1-1所示。
图1-1频率计数器原理框图1.2 各模块方案论证本系统由输入电路、逻辑控制电路、计数显示电路、时基产生电路4大部分构成，其工作原理为：被测频率经过放大、整形之后，将其变换为频率与之相等的计数脉冲信号，作为闸门的一路输入信号，而时基产生电路方波信号，送给逻辑控制电路，产生控制闸门开启和关闭的门控信号，作为闸门的另一路输入信号。
电子技术课程设计(数字频率计的设计)
一课程设计题目：数字频率计的设计二、功能要求（1）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。
（2）率范围：分四1Hz~999Hz、01kHz~9.99kHz、1kHz~99.9kHz、10~999KHZ(3)周期范围：1ms~1s。
（4）用3个发光二极管表示单位，分别对应3个高档位。
三频率计设计原理框图正弦波数字频率计原理框图1测试电路原理：在测试电路中设置一个闸门产生电路，用于产生脉冲宽度为1s 的闸门信号。
改闸门信号控制闸门电路的导通与开断。
让被测信号送入闸门电路，当1s闸门脉冲到来时闸门导通，被测信号通过闸门并到达后面的计数电路（计数电路用以计算被测输入信号的周期数），当1s闸门结束时，闸门再次关闭，此时计数器记录的周期个数为1s内被测信号的周期个数，即为被测信号的频率。
测量频率的误差与闸门信号的精度直接相关。
被测信号频率测量算法对应的方框图四、各部分电路及仿真1 整形电路部分整形电路的目的是将三角波、正弦波变成方便计数的脉冲信号。
整形电路可以直接用555定时器构成施密特触发。
本次设计采用555定时器，适当连接若干个电阻就可以构成触发器图1-1 整形电路将555定时器的THR和TR1两个输入端连在一起作为信号输入端，则可得到显示电路闸门产生输入电路闸门计数电路施密特触发器，为了提高其稳定性通常要在要在CON端口接入一个0.01uf左右的滤波电容。
但使用555定时器的时候输入的电压应该要大于5V，本次设计直接用信号源来做输入信号，并且信号源的振幅为10V，没有用放大电路将信号放大。
2 时基电路时基电路时用来控制闸门信号选通的时间，由于本次设计的频率计测试范围是0到999KHz，故时基信号要有1ms 10ms 100ms 1s，基于上述，还需要一个分频器分出不同的频率。
设计过程如下：可用一个多谐振电路产生频率为1KHz的脉冲信号（即T=1ms），然后使用分频器产生10ms 100ms 1s。
课程设计数字频率计
课程设计数字频率计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握数字频率计的基本原理与功能，了解其在实际生活中的应用。
2. 学会使用特定软件或工具进行数字频率计的设计与仿真。
3. 掌握基本的计数、计时方法，并将其应用于数字频率计的搭建。
技能目标：1. 能够运用已学知识，设计并搭建一个简单的数字频率计，培养动手操作能力和问题解决能力。
2. 能够运用逻辑思维，分析并优化数字频率计的设计方案，提高创新意识和团队协作能力。
3. 能够熟练运用相关软件或工具进行数字频率计的仿真实验，提高计算机操作技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 培养学生的团队合作精神，学会倾听、交流、分享，增强集体荣誉感。
3. 使学生认识到科技对社会发展的作用，提高社会责任感和使命感。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术课程内容，以数字频率计为主题，旨在培养学生的动手操作能力、问题解决能力和创新意识。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，让学生在实际操作中掌握知识，提高技能，同时注重情感态度价值观的培养，使学生在学习过程中形成积极向上的人生态度。
通过本课程的学习，学生能够达到上述课程目标，为后续相关知识的学习奠定基础。
二、教学内容1. 理论知识：- 数字频率计的基本原理与功能- 频率的定义及测量方法- 计数器、定时器的工作原理2. 实践操作：- 数字频率计的硬件组成与电路设计- 软件仿真工具的使用方法- 设计并搭建数字频率计的实验步骤3. 教学大纲：- 第一阶段：数字频率计基本原理学习（1课时）- 理解频率概念，掌握频率测量方法- 了解数字频率计的基本原理与功能- 第二阶段：硬件组成与电路设计（2课时）- 学习数字频率计的硬件组成- 掌握计数器、定时器的工作原理- 分析并设计数字频率计电路- 第三阶段：软件仿真与实验操作（2课时）- 学习并掌握软件仿真工具的使用方法- 设计实验方案，搭建数字频率计- 进行仿真实验，验证设计效果4. 教材关联：- 本教学内容与教材中“电子技术基础”、“数字电路设计与应用”等章节相关。
大学电子技术综合设计四 数字频率计
综合设计四 数字频率计一、设计任务设计一台简易的数字频率计，其技术指标和要求：1、频率测量范围：1~10HZ KHZ ，10~100HZ KHZ ，100~1HZ MHZ ；2、频率准确度：3210xxf f -∆≤±⨯ ； 3、被测信号幅度：0.2~5xm V V V =（正弦波、三角波、方波）；4、显示及工作方式：4位十进制数显示，小数点自动定位，单位指示灯自动显示。
5、画出数字频率计的整体设计电路图，并完成电路的调试。
6、写出实验报告和体会。
二、设计提示及参考电路所谓频率，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 内侧的这个周期性信号的重复变化次数为N ，则其频率可表示为：NTf =频率准确度：一般用相对误差来表示，即： 1x xx f f f T f f c c ⎛⎫∆∆=±+ ⎪ ⎪⎝⎭ 式中的11x N Tf N N∆±==为量化误差（即±1个字的误差），是数字仪器所特有的误差。
当闸门时间T 选定之后，x f 越低，量化误差就越大。
f Tf Tc c ∆∆=为闸门时间相对误差，主要有时基电路标准频率的准确度决定，1xf f Tf c c ∆<<。
1、数字频率计测频的基本原理数字频率计的组成框图见图4-1所示。
当被测信号x U 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x f 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1t S =，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。
若在闸门时间1S 内计数器计得的脉冲个数为N ，则被测信号频率()x f N Hz =。
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；二是产生清零脉冲Ⅴ，使计数器每次测量从0开始计数。
各信号之间的时序关系见图4-2。
2、基本电路设计（1）放大整形电路：是由晶体管和与非门等器件组成，其中3DG100组成放大器将输入频率为x f 的周期信号如正弦波、三角波等进行放大。
电子线路课程设计-四位数字频率计的设计模板
湖北民族学院信息工程学院课程设计报告书题目:四位数字频率计的设计课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2010年 12 月 15 日信息工程学院课程设计任务书学号学生姓名专业（班级）设计题目四位数字频率计的设计设计技术参数 1、频率准确度一般用相对误差来表示，即⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆+±=∆fffffccxxT1x式中，NNNTX11f±+∆=为量化误差，是数字仪器所特有的误差。
当闸门时间T选定后，f x越低，量化误差越大；TTf∆=∆f c c为闸门时间相对误差，主要由时基电路标准频率的准确度决定，fffXcT1c<<∆。
2、频率测量范围在输入电压符合规定要求值时，能够正常进行测量饿频率区间称为频率测量范围。
频率测量范围主要由放大整形电路的频率响应决定。
3、数字显示位数频率计的数字显示位数决定频率计的分辨率。
位数越多，分辨率越高。
4、测量时间频率计完成一次测量所需要的时间，包括准备、计数、锁存和复位时间。
设计要求①拟定数字频率计的组成框图，设计安装各单元电路，要求布线整齐美观，便于级联。
②按照给定的技术指标，检测数字频率计是否满足要求。
③画出数字频率计的整机逻辑电路图。
④写出设计性实验报告。
参考资料【1】谢自美，罗杰，赵云娣，杨小献. 电子线路设计.实验.测试（第三版）［M]. 武汉：华中科技大学出版社，2006【2】高志勇. 数字频率计的设计[D]. 石家庄: 河北科技大学信息学院, 2009【3】田良，黄正瑾．综合电子设计与实践[M]．南京：东南大学出版社，2002．【4】李祥臣．模拟电子基础教程[M]．北京：清华大学出版社，2005．【5】张永瑞．电子测量技术基础[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2002.2010年 12 月 15 日信息工程系课程设计成绩评定表学生姓名：谭佐兵学号：030840521 专业（班级）：0308405课程设计题目：四位数字频率计的设计成绩：指导教师：年月日文章编号：四位数字频率计的设计谭佐兵(湖北民族学院信息工程学院湖北恩施 445000)【摘要】数字频率计是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。
数字电子技术课程设计数字频率计
设计内容及要求错误!未找到引用源。
技术要求测量频率范围：1000Hz～10000Hz；被测信号：方波或正弦波峰峰值为3V～5V（与TTL 兼容）；显示方式：4位十进制数显示。
错误!未找到引用源。
设计步骤及要求错误!未找到引用源。
拟定数字频率计的组成框图，设计各单元电路，并用Multisim仿真；错误!未找到引用源。
在通用电路板上安装、调试电路，并测试技术指标；错误!未找到引用源。
拟写设计报告。
内容包括：整机框图及工作原理、各单元电路设计说明及实验测试数据与波形、总电路图和设计心得与体会。
错误!未找到引用源。
选做内容错误!未找到引用源。
用计数法测量周期；错误!未找到引用源。
扩展测频范围10KHz～100KHz。
摘要：本次课程设是针对简易频率计的设计，在设计过程中，所有电路仿真均基于multisim仿真软件。
multisim软件的仿真功能十分强大，可以几乎100％地仿真出真实电路的结果，而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具，它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片，器件库中没有的元器件，还可以由外部模块导入,利用它可以直接从屏幕上看到各种电路的输出波形。
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。
整个设计配以仿真电路图和波形图加以辅助说明。
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；二是仿真结果及分析，这部分是为了分析电路是否按理论那样正常工作，便于理解。
三是性能测试，这部分用于测试设计是否符合任务要求。
最后是对本次课程设计的总结。
关键字：频率计、时基电路、逻辑控制、分频、计数、逻辑显示。
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为技术其所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。
数电课程设计--数字频率计数器
CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 电子技术课程设计题目：数字频率计数器学生姓名：学号：班级: 电子信息工程09-01班专业：电子信息工程指导教师：2011年12月数字频率计数器摘要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；定时器目录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 (1)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 放大整形电路 (4)3.2.3 计数器 (5)3.2.4 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 (12)参考文献 (13)附录 (14)附录A 元器件清单 (14)附录B 设计电路 (15)1课程设计目的1)掌握中、小规模集成电路设计与制作的方法。
课程设计数字频率计
课程设计数字频率计一、教学目标本课程旨在通过数字频率计的学习，让学生掌握以下知识目标：理解数字频率计的基本原理和构成；掌握数字频率计的各部分电路及其功能；了解数字频率计在工程和科学研究中的应用。
技能目标为：能够熟练使用数字频率计进行频率测量；能够分析并解决数字频率计使用中遇到的问题。
情感态度价值观目标为：培养学生对电子技术的兴趣和好奇心，激发学生探索科学的热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字频率计的基本原理、构成及其各部分电路的功能，数字频率计的使用方法，以及数字频率计在实际工程和科学研究中的应用。
具体涉及教材的第三章“数字频率计”，内容涵盖数字频率计的定义、分类、工作原理、主要技术指标、使用方法等。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
包括：讲授法，用于讲解数字频率计的基本原理、构成及使用方法；讨论法，用于分析数字频率计在实际应用中遇到的问题；实验法，用于让学生亲自动手操作数字频率计，加深对知识的理解。
四、教学资源教学资源包括教材、实验设备、多媒体资料等。
教材为《电子技术基础》第三版，实验设备包括数字频率计、示波器等，多媒体资料包括教学PPT、视频等。
这些资源将有助于支持教学内容和教学方法的实施，提高学生的学习兴趣和效果。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况；作业包括课堂练习和课后作业，主要评估学生的理解和应用能力；考试包括期中考试和期末考试，主要评估学生对课程知识的掌握程度。
评估方式将客观、公正，全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排如下：共32课时，每周2课时，共计16周。
教学地点为教室。
教学进度安排合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。
同时，教学安排还考虑学生的实际情况和需要，如学生的作息时间、兴趣爱好等，以提高学生的学习效果。
七、差异化教学根据学生的不同学习风格、兴趣和能力水平，本课程将设计差异化的教学活动和评估方式。
课程设计数字频率计
课程设计 数字频率计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字频率计的基本原理，掌握其电路组成和工作方式。
2. 学生能运用数学知识，计算出数字频率计的测量范围，并解释相关计算公式。
3. 学生能运用物理知识，解释数字频率计测量频率时的误差来源。
技能目标：1. 学生能够独立完成数字频率计的搭建，并进行简单的调试和测量。
2. 学生能够运用所学知识，解决实际测量中遇到的问题，提高动手操作能力和问题解决能力。
3. 学生能够通过小组合作，进行数字频率计的优化设计和创新改进。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到数字频率计在实际应用中的重要性，激发对电子技术的学习兴趣。
2. 学生通过动手实践，培养团队协作意识，增强克服困难的信心和勇气。
3. 学生能够养成严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和实验过程的完整性。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，以项目式教学为主，结合理论教学和动手实践。
学生特点：学生处于八年级，具有一定的数学、物理基础和动手能力，对电子技术有一定的好奇心和兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生主动探究，培养创新意识和实践能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能在课程中收获成果。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活和未来学习。
二、教学内容1. 数字频率计基本原理：介绍频率计的作用，原理及其在电子测量中的应用，对应教材第3章第2节。
- 电路组成和工作方式- 频率测量方法及误差来源2. 数字频率计电路分析与搭建：分析数字频率计的电路结构，进行实际操作搭建，对应教材第3章第3节。
- 电路元件的识别与选用- 电路搭建步骤及注意事项3. 数字频率计的测量与调试：学习测量原理，进行实际测量和调试，对应教材第3章第4节。
- 测量范围计算与公式解释- 调试方法及技巧4. 数字频率计的优化与创新：针对现有频率计进行优化设计和创新改进，对应教材第3章第5节。
- 小组合作，讨论设计方案- 创新改进，提高测量精度和稳定性教学大纲安排：第1课时：数字频率计基本原理学习第2课时：数字频率计电路分析与搭建第3课时：数字频率计的测量与调试第4课时：数字频率计的优化与创新设计教学内容进度：第1-2周：学习基本原理，进行电路分析与搭建第3周：进行测量与调试，总结问题与经验第4周：优化设计与创新改进，展示成果与评价反思三、教学方法1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，讲解数字频率计的基本原理、电路组成和测量方法，使学生系统地掌握理论知识，对应教材第3章第2-3节。
数字电子技术课程设计数字频率计.doc
设计内容及要求错误!未找到引用源。
技术要求测量频率范围：1000Hz～10000Hz；被测信号：方波或正弦波峰峰值为3V～5V（与TTL 兼容）；显示方式：4位十进制数显示。
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拟定数字频率计的组成框图，设计各单元电路，并用Multisim仿真；错误!未找到引用源。
在通用电路板上安装、调试电路，并测试技术指标；错误!未找到引用源。
拟写设计报告。
内容包括：整机框图及工作原理、各单元电路设计说明及实验测试数据与波形、总电路图和设计心得与体会。
错误!未找到引用源。
选做内容错误!未找到引用源。
用计数法测量周期；错误!未找到引用源。
扩展测频范围10KHz～100KHz。
摘要：本次课程设是针对简易频率计的设计，在设计过程中，所有电路仿真均基于multisim仿真软件。
multisim软件的仿真功能十分强大，可以几乎100％地仿真出真实电路的结果，而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具，它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片，器件库中没有的元器件，还可以由外部模块导入,利用它可以直接从屏幕上看到各种电路的输出波形。
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。
整个设计配以仿真电路图和波形图加以辅助说明。
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；二是仿真结果及分析，这部分是为了分析电路是否按理论那样正常工作，便于理解。
三是性能测试，这部分用于测试设计是否符合任务要求。
最后是对本次课程设计的总结。
关键字：频率计、时基电路、逻辑控制、分频、计数、逻辑显示。
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为技术其所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。
课程设计之简易数字频率计的设计
安康学院电子技术课程设计报告书课题名称：简易数字频率计的设计姓名：向XX学号：2010222XXX院系：电子与信息工程系专业：电子信息工程指导教师：张XX、吕XX时间：2012年6月课程设计项目成绩评定表设计项目成绩评定表设计报告书目录一、设计目的 (3)二、设计思路 (3)三、设计过程 (3)3.1、整体框图及原理 (3)3.2、放大整形电路 (3)3.3、闸门电路 (5)3.4、时基电路 (5)3.5、控制电路 (7)3.6、整体电路 (8)四、系统调试与结果 (9)五、主要元器件与设备 (10)六、课程设计体会与建议 (11)七、参考文献 (11)一、设计目的1、熟悉集成电路的引脚安排。
2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。
3、了解面包板结构及其接线方法。
4、了解简易数字频率计的组成及工作原理。
5、熟悉简易数字频率计的设计与制作。
二、设计思路1、设秒脉冲电路。
2、设计放大整形电路。
3、设计门控电路。
4、设计主控电路。
5、设计计数器和显示器三、设计过程3.1、整体框图及原理频率测量是通过在单位时间内对被测信号进行计数来实现的。
工作原理如图1所示。
图 13.2、放大整形电路对信号的放大功能由三触发器电路是一种特殊的数字器件，一般的数字电路器件当输入起过一定的阈值，其输出一种状态，当输入小于这个阈值时，转变为另一个状态，而施密特触发器不是单一的阈值，而是两个阈值，一个是高电平的阈值，输入从低电平向高电平变化时，仅当大于这个阈值时才为高电平，而从高电平向低电平变化时即使小于这个阈值，其仍看成为高电平，输出状态不这；低电平阈值具有相同的特点。
放大整形电路由三极管与与非门组成。
三极管构成的放大器将输入频率为fx 的周期信号如正弦波、三角波、等进行放大。
将电源电压设为5V ,当输入信号幅值比较大时，会出现线性失真，将放大后的波形幅度控制在5V 以内。
与非门构成施密特触发器对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。
课程设计----数字频率计
电子课程设计报告设计课题: 数字频率计作者：李成赞≦专业: 08信息工程班级: （2）班学号: 3081231201日期2009年6月5日——2009年6月17日指导教师: 廖东进设计小组其他成员：叶昕瑜史海镔陈福青姚闽梁芳芳衢州职业技术学院信息与电力工程系前言一、频率计的基本原理：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。
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。
二、频率计的应用范围：在传统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量时测量精度较低，误差较大。
频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率的变化。
正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此，频率计拥有非常广泛的应用范围。
在传统的生产制造企业中，频率计被广泛的应用在产线的生产测试中。
频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出频率的变化，用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品，确保产品质量。
在计量实验室中，频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。
在无线通讯测试中，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以被用来对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。
目录1、设计要求数字频率计2、第一章系统概述3、第二章单元电路设计与分析3.1 数字频率计的基本原理3.2 数字频率的设计3.2.1 放大整形电路3.2.2 时基电路3.2.3 逻辑控制电路3.2.4 输出实现器4、第三章总结设计附录A 系统电路原理图附录B 元件清单附录C 参考文献设计要求电子课程设计报告格式：每人必须写出一份4000字以上设计总结报告，总结报告应包括以下内容：题目名称、前言、目录、鸣谢、元器件明细表、附图、参数文献。
数字频率计(4位)设计教程
高精度数字频率计教程目录一、原理分析 (3)1.直接测频法: (3)2.组合法: (3)3.倍频法: (3)4.高精度恒误差测频法: (3)二、设计要求 (3)三、方案选择 (4)方案1： (4)方案2： (4)方案3： (4)方案比较及选用依据： (4)四、系统设计 (5)（一）硬件设计 (5)1、设计思路 (5)2、系统组成 (5)4、硬件电路图 (6)（二）软件设计 (9)1.程序流程图 (10)2.程序代码： (11)五．系统测试与误差分析 (17)1.测试环境 (17)2.测试仪器 (17)3.测试数据及误差 (17)4、误差分析与误差减小 (18)<1>误差分析 (18)<2>误差减小 (18)六、参考文献： (18)附： (18)高精度数字频率计摘要：本设计给出了以AT89C52为核心的数字式频率测量的基本原理与实现方案。
使用本系统，测量精度高，测量为1Hz～15MHz,输出显示为4位。
能够测量方波或正弦波。
关键词：数字频率计频率测量放大波形整形单片机引言：频率和周期是电信号在时域内重要的特征，测量信号的频率和周期是认识一个信号的重要手段，在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多参量的测量方案、测量结果都密切相关，因此频率计在教学、科研、测量仪器、工业控制等方面都有广泛的应用，频率测量的方法有很多种，其中电子计数测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速、以及便于实现测量自动化等优点，是频率测量的重要手段之一，本设计就是使用计数的方法，以单片机AT89C51为控制核心，充分利用其软硬件资源，设计并制作了频率计的计数、显示部分。
一、原理分析1.直接测频法:直接测频法是把被测频率信号经脉冲形成电路后加到闸门的一个输入端，只有在闸门开通时间T(以秒计)内，被计数的脉冲被送到十进制计数器进行计数。
设计数器的值为N，由频率定义式可以计算得到被测信号频率为：f=N／T。
4位十进制频率计的设计 计算机与电子等专业课程设计
4位十进制频率计的设计计算机与电子等专业课程设计4位十进制频率计的设计一、主要指标和要求1.设计4位十进制频率计，学习较复杂的数字系统设计方法；2.深入学习数字系统设计的方法与步骤；3.用元件例化语句写出频率计的顶层文件；4.用VHDL硬件描述语言进行模块电路的设计；5.设计硬件要求：PC机，操作系统为Windows2000/XP，本课程所用系统均为max+plus II 5.1设计平台，GW48系列SOPC/EDA实验开发系统。
二、工作原理以及方案选择原理工作说明：根据频率的定义和频率测量的基本原理，测定信号的频率必须有一个脉宽为1秒的对输入信号脉冲计数允许的信号；1秒计数结束后，计数值锁入锁存器的锁存信号和为下一测频计数周期作准备的计数器清0信号。
这3个信号可以由一个测频控制信号发生器产生，即图（a）中的TESTCTL，它的设计要求是，TESTCTL的计数使能信号CNT_EN 能产生一个1秒脉宽的周期信号，并对频率计的每一计数器CNT10的ENA使能端进行同步控制。
当CNT_EN高电平时，允许计数；低电平时停止计数，并保持其所计的脉冲数。
在停止计数期间，首先需要产生一个锁存信号LOAD，在该信号上升沿时，将计数器在前1秒钟的计数值锁存进各锁存器REG4B中，并由外部的7段译码器译出，显示计数值。
设置锁存器的好处是，显示的数据稳定，不会由于周期性的清零信号而不断闪烁。
锁存信号之后，必须有一清零信号RST_CNT对计数器进行清零，为下1秒钟的计数操作作准备。
其工作时序波形如图(a)。
图(a) 频率计测频控制器TESTCTL测控时序图图 (b) 4位十进制频率计顶层文件原理图选择的设计方案：1.根据频率计的工作原理，将电路划分成控制器、计数器、锁存器和LED显示几个模块，控制器——产生1秒脉宽的计数允许信号、锁存信号和计数器清零信号计数器——对输入信号的脉冲数进行累计锁存器——锁存测得的频率值LED显示——将频率值显示在数码管上2.根据图（a）、（b）及（1）（2）描述的4位十进制频率计的工作原理，利用max+ plusII5.1对以上三者的程序进行文本编辑输入和仿真测试并根据图(b)，写出频率计的顶层文件，并给出其测频时序波形，及其分析。
数电课程设计_数字频率计
电子技术课程设计报告设计题目：数字频率校音器院（部): 电气工程及自动化学院专业班级: 测仪学生姓名: 吴学号: 3113指导教师:目录摘要3绪论41、设计原理方案51.1设计总体方案：31.2工作步骤:71.3测频原理：92、单元电路设计102.1采集音律信号电路112.2时标和闸门电路112.3锁存器、计数和清零143、心得体会、元器件清单194、参考文献1815、附件225.1电路仿真图及样品图165.2音阶频率对照表18设计题目:数字频率校音器摘要随着社会的发展，人们的业余生活不断丰富，学乐器的人也越来越多，但是对于初学者来说，学习乐器最难的问题之一就是对乐器音准的把握、调节。
例如二胡经常会出现跑音的现象，需要人对其进行不断的调节，但对于初学者来说便是个很是让人头疼的问题。
在电子技术中，我们可以测量声音的频率来知道乐器是否音准，从而去调节，解决生活难题。
因此频率的测量就显得更为重要。
本次课程设计的目的是根据已经学到的知识，按照这次课程设计的要求设计一个简易的数字频率校音器，要求频率计范围内能测出所输入音调的频率，一般基准中低音在200到900Hz。
关键词：校音器，频率计,逻辑控制，计数器，定时器。
绪论乐器是个很有活力的娱乐工具，千百年来在世界各个地区居住的人群基本都有属于自己的民族乐器，随着社会的发展，人民的生活水平的不断提高，人们的业余文化生活也越来越丰富，学乐器的人群也越来越多。
但是对于有有些乐器，往往在演奏前需要对其音准进行调试，例如我国民族乐器中的二胡经常会出现跑音的现象，竹笛的制作定调时则需要对每个音控的位置进行校准。
那么对于初学乐器的人群来说，通过自己的耳力去听音准则是一件很难的事。
本次设计的目是利用测量音调频率的方法去判断音调的准度，这样便为了给那些初学乐器或者对乐器的音准把握不准的人们在调试乐器音调高低时带来方便。
测量频率的方法有多种，中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，其以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
数电课程设计数字式频率计
前言摘要：频率计是电子技术中最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案，测量结果都有十分重要的关系。
因此频率的测量就显得更为重要。
频率的测量方法有很多种，其中数字计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量自动化等优点，是测量频率的重要手段之一，数字式频率计是一种数字显示的测量频率的仪器，可以测量多种不同波形的频率，辅以其他传感器元件也可以实现其他物理量变化频率的测量，它是一种测量范围较广的通用型数字仪器。
本设计为一简单的数字频率计。
关键字：数字频率计；逻辑控制；数字式设计要求： 1．基本要求1．被测信号为TTL 脉冲信号。
2．显示的频率范围为00~99Hz 。
3．测量精度为1Hz 。
4．用LED 数码管显示频率数值。
2．扩展部分要求输入信号为正弦信号或三角波信号，幅值为5V 。
一、 基本原理频率——单位时间(1s)内信号振动的次数 频率计——测试周期信号的频率。
从测量过程看，被测信号送入通道后，经整形每个周期形成一个脉冲，这些脉冲信号加到闸门的输入端，1s 的时基信号也加到闸门输入端，当时基在高电平时，闸门导通，被测信号进入计数器计数，当时基跳到低电平计数结束，需要单稳态电路提供一个清零信号以及锁存器的锁存信号，计数锁存并通过数码管显示出来。
如果闸门开启时间为Ts,计数器积累得数字为N ，被测频率为：ss T Nf设计框图如下：二、系统组成2.1 时基电路本部分电路由555芯片构成多谐振荡器作为时基电路，作用是提供用于测量单位时间1s ，即闸门信号的开启时间，同时也产生一个下降沿信号激发单稳态触发器产生一个锁存器锁存信号，再由这个信号激发计数器的计数清零信号。
电路组成及工作原理如下：图1 用555构成的多谐振荡器振荡频率的估算 （1）电容充电时间T 1。
电容充电时，时间常数τ1=（R 1+R 2）C ，起始值v C （0+）=cc V 31，终了值v C （∞）=V CC ，转换值v C （T 1）=cc V 32，带入RC 过渡过程计算公式进行计算： C R R V V V V T v v v v T CCCCCC CC C C C C )(7.02ln 3231ln)()()0()(ln2111111+==--=-∞-∞=+τττ （2）电容放电时间T 2电容放电时，时间常数τ2=R 2C ，起始值v C （0+）=cc V 32，终了值v C （∞）=0，转换值v C （T 2）=cc V 31，带入RC 过渡过程计算公式进行计算：C R T 227.0=O(a)(b)C21C3V V C C v C C3tv OtOOt t t C CV 012T T T120（3）电路振荡周期TT =T 1+T 2=0.7(R 1+2R 2)C（4）电路振荡频率f CR R T f )2(43.1121+≈= （5）输出波形占空比q定义：q =T 1/T ，即脉冲宽度与脉冲周期之比，称为占空比。
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数字频率计目录课程设计（论文）任务书 (Ⅰ)课程设计（论文）成绩评定表 (III)中文摘要 (IV)1 设计任务描述 (1)1.1 设计题目：数字频率计 (1)1.2 设计要求 (1)1.2.1 设计目的 (1)1.2.2 基本要求 (1)1.2.3 发挥部分 (1)2 设计思路 (2)3 设计方框图 (3)4 各部分电路设计及参数计算 (4)4.1 时基电路 (4)4.2 分频电路 (4)4.3闸门电路 (5)4.4 整形电路 (6)4.4.1 555施密特触发器 (6)4.4.2 相关计算 (7)4.5 逻辑控制电路 (8)4.5.1 延时电路 (8)4.5.2 相关计算 (8)4.6计数、锁存、译码、显示电路 (8)4.6.1计数器 (9)4.6.2 锁存器 (9)4.6.3 译码显示电路 (10)4.6.4 频率的计算公式 (10)5 工作过程分析 (11)6 元器件清单 (12)7 主要元器件介绍 (13)7.1 555定时器 (13)7.2 74LS90计数器 (14)7.3 74LS273锁存器 (14)7.4 七段显示译码器74LS48 (15)7.5 LED显示器 (17)小结 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 A1 逻辑电路图 (22)附录 A2 实际接线图 (23)数字频率计1 设计任务描述1.1 设计题目：数字频率计1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1) 掌握数字频率计的构成,原理与设计方法；(2) 熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2 基本要求(1) 要求被测信号为方波,峰值为3V到5V(和TTL兼容),被测信号频率范围为0HZ到9999HZ；(2) 设计石英晶体振荡器及分频系统,闸门时间:10ms,0.1s,1s,10s；(3) 可控制的计数,锁存,译码显示系统。
1.2.3 发挥部分(1) 被测信号为三角波信号；(2) 被测信号为正弦波信号。
沈阳工程学院课程设计（论文）2 设计思路数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，我的设计思路是将数字频率计的电路分为四大部分即：时基电路、分频电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、锁存、译码、显示电路.时基电路：作用是产生一个标准时间信号。
我用石英晶体振荡器来实现。
分频电路：可以用74LS90将标准信号进行分频，从而获得的时基时间分别为10ms,0.1s,1s,10s。
时基时间越长，得到的频率值就越准确，也就是说其量程越小。
在我们将频率信号测定完之后，下面就将是待测信号与所接的频率结合，这里要用到一个JK 触发器，他的作用是使频率信号的上升、下降沿在同一时间段内等同，这样与带测信号通过与门连接来实现频率的显示。
闸门电路：它的目的是提供闸门开启的时间，该闸门可由一“与非”门充当。
逻辑控制电路：在时基信号结束时产生的负跳变用来产生锁存信号，锁存信号的负跳变又用来产生清零信号，锁存信号和清零信号可由555单稳态触发器产生，它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。
计数、锁存、译码、显示电路：锁存器的作用是将计数器在T结束时所计得的数进行锁存，使显示器上能稳地显示此时计数器的值。
所示将些时，T计数时间结束时，逻辑控制电路发出锁存信号，将些时计数器的值送译码显示器。
鉴于以上所需实现的功能，对每一步的器件选择就有了大致的设想。
非矩形波整形成矩形波，在这里，我想到了555定时器的一种派生产品，施密特触发器。
这部分的器件有74LS90、74LS273、74LS48、七段显示器。
数字频率计3 设计方框图沈阳工程学院课程设计（论文）4 各部分电路设计及参数计算4.1时基电路时基电路图阻抗频率特性图这是一个石英晶体震荡电路,由他对总电路输出频率,且输出波形为矩形波,它能产生较高的标准频率，经分频器后可获得各种时基脉冲，时基信号的选择用开关控制。
由阻抗频率响应可知,石英晶体的选频特性非常好,他有一个极为稳定的串联谐振频率f s,且等效品质因数Q值很高。
非门U30C的作用是将石英晶体振荡器产生的信号波转变成稳定的方波，产生标准的时间信号。
4.2 分频电路数字频率计J1GN DGN D分频电路图由于设计要求，时基信号分别为10ms,0.1s,1s,10s,所以要从1ms分频得到，因此可有74LS90十进制计数器异步连接对电路进行分频，当时基信号进入U 1的CP端时，当下降沿来临时，U1开始计数，计满10个数时，输出端QD由1变成0，从而产生1个下降沿给U5的CP端，由U5的输出端QA输出1，从而进行十分频，产生10ms的信号，后面同理产生0.1s,1s,10s的时间信号。
4.3闸门电路闸门电路由分频器分出的时间信号进入JK触发器的CP端，使输出的频率信号的上升、下降沿在沈阳工程学院课程设计（论文）同一时间段内等同，然后使其与经过555施密特触发器整形的脉冲一起通过由“与非”门构成的闸门。
4.4 整形电路4.4.1 555施密特触发器T U AL555施密特触发器整形电路图555工作波形① 当Ui 由0上升至≤Ucc*1/3时，Uc 1=1,Uc 2=0，触发器低电平置位，Q=U 0=1。
② 当Ui 上升，在Ucc*1/3至Ucc*2/3之间，Uc 1=1,Uc 2=1，触发器保持，Q=U 0=1。
③ 当Ui≥Ucc*2/3时，Uc 1=1,Uc 2=0，触发器低电平复位，Q=U 0=0。
④ 当Ui 由Ucc*下降至≤Ucc*1/3时，Uc 1=1,Uc 2=0，触发器低电平置位，Q=U 0=1。
若输入电压的波形是个三角波，则对应的输出波形如图所示，它是反相输出的施密特触数字频率计发器。
若输入电压为正弦波，同理。
图4.2三角波整形为方波三角波整形为方波通过施密特触发器电路的信号为一组矩形波信号，这样的信号经过闸门时可以被闸门信号选择出来进行计算，因为从施密特触发器出来的信号是能够被TTL 电路所识别的，而如果没有经过施密特触发器电路，这样的信号如果是严格的矩形波（即5V 的矩形波信号，上下波动只有5%）就可以用来当作电路的被测信号，但如果是正弦波和锯齿波，那么，电路就无法识别出被测信号，得出的逻辑信号也既是错误的信号，无法得出正确的结果，也就说明电路存在缺陷，有兼容性的问题，这是我们不想要的结果，而施密特触发器电路轻而易举的解决了这个问题。
4.4.2 相关计算课程设计总要求被测信号的峰值为3V 到5V ，所以就要求施密特触发电路的T V +要低于3V 的电压要求，我所选用的T V +电压为2.8V ，而电路的T V -小于2.8V 即可，这样就可以达到设计的标准和要求了，如方程式4.1所示：（4.1） 式中2th DD V V =，且12R R <，经过计算可以得出120.12R R =，这使的T V +为2.8V ，而T V -为2.2V ，我所选用的1R 为1M Ω，那么2R 为120K Ω。
121211T th T th R V V R R V V R +-⎧⎛⎫=+⎪ ⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪=- ⎪⎪⎝⎭⎩沈阳工程学院课程设计（论文）4.5 逻辑控制电路4.5.1 延时电路AL逻辑控制电路此电路是由两个555定时器组成的，555定时器的作用是单稳电路延时作用。
A2输出端OUT为一次延时输出端,用于输出锁寸信号。
A1输出端OUT为二次延时输出端,用于输出清零信号。
4.5.2 相关计算输出脉冲宽度等于暂稳态时间,也就是电容充电时间.Uc(0+)=0 , Uc(∞)=Vcc,Uc(Tw)=2Vcc/3;Tw=τln[Uc(∞)- Uc(0+)]/[ Uc(∞)- Uc(Tw)]=RCln(Vcc-0)/(Vcc-3/2Vcc)=RCln3=1.1RCR——电阻C——电容TW——延时时间4.6计数、锁存、译码、显示电路数字频率计4U 1574LS273N1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D~C L R C L K 1Q 22Q 53Q 64Q 95Q 126Q 157Q 168Q19U 1674LS273N1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D~C L R C L K1Q 22Q 53Q 64Q 95Q 126Q 157Q 168Q19712635471263547126354712635458596057616263646566676869707172D112113114GN D GN D计数电路图由闸门出来的信号进入计数器U14的CP 端，当下降沿进来时，U14开始计数，当U14计满十个数时，输出端QD 由1变成0，此时出现一个下降沿，并将此下降沿传给U13的CP 端，则U13计数为1，U14则又从0开始计数一直计到9，如此循环，计数器能从0开始一直计到9999，U14相当于计十进制数的个位数，U13计十位数，U12计百位数，U11计千位数。
4.6.2 锁存器U1774LS48N A 7B 1C 2D6O A 13O D 10O E 9O F 15O C 11O B 12O G14~L T 3~R B I 5~B I /R B O4U1874LS48N A 7B 1C 2D6O A 13O D 10O E 9O F 15O C 11O B 12O G14~L T 3~R B I 5~B I /R B O4U1974LS48NA 7B 1C 2D6O A 13O D 10O E 9O F 15O C 11O B 12O G14~L T 3~R B I 5~B I /R B O4U2074LS48NA 7B 1C 2D6O A 13O D 10O E 9O F 15O C 11O B 12O G14~L T 3~R B I 5~B I /R B O41234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556U21A B C D E F G CAHU22A B C D E F G CAHU23A B C D E F G CAHU24A B C D E F G CAH计数、锁存电路图锁存器的作用是将时基时间信号结束时所计得的数进行锁存，使显示器上能稳定的显示此时计数器的值，时基计数时间结束时，逻辑控制电路发出锁存信号，将此时计数器的数值直接送译码显示器。
沈阳工程学院课程设计（论文）选用两个8位锁存器74LS273可以完成上述功能。
当锁存信号CP 的正跳变来到时，锁存器的输出等于输入，即Q=D ，从而将4个十进制计数器即个位、十位、百位、及的输出值送到7段译码驱动器74LS48。
高电平结束后，无论D 为何值，输出端的状态仍保持原来的状态不变。