基于Multisim的数字频率计电路的设计与仿真
实验六基于Multisim8的简易数字频率计仿真
闸门
门控
B 放大 整形
S2
1000Tx
1Tx
10Tx 100Tx
÷10
÷10
计数锁存译码 显示系统
÷10
四、实验参考电路
（1）控制时序产生电路
图4.8.5 是由秒脉冲发生器（可由晶体振荡器和 多级分频器组成）和可重触发单稳态74LS123 组成
的控制时序产生电路。秒脉冲发生器产生脉冲宽度 为的定时脉冲，74LS123单稳态电路产生锁存和清 零脉冲。（仿真软件Multisim 8的元件库中，没有 74LS123单稳态电路，可用555定时器组成单稳态 电路）。 5V
4. 闸门电路
闸门电路由与门组成，该电路有两个输入端和一 个输出端，输入端的一端，接门控信号，另一端接 整形后的被测方波信号。闸门是否开通，受门控信 号的控制，当门控信号为高电平“1”时，闸门开启； 而门控信号为低电平“0”时，闸门关闭。显然，只 有在闸门开启的时间内，被测信号才能通过闸门进 入计数器，计数器计数时间就是闸门开启时间。可 见，门控信号的宽度一定时，闸门的输出值正比于 被测信号的频率，通过计数显示系统把闸门的输出 结果显示出来，就可以得到被测信号的频率。
5. 电子计数器测量周期
当被测信号频率比较低时，用测量周期的方法来 测量频率比直接测量频率有更高的准确度和分辨率， 且便于测量过程自动化。该测量方法在许多科学技 术领域中都得到普遍使用。图4.8.4是用电子计数器 测量信号周期的原理方框图。
晶振
Tx
时基 分频
1µs
S1 Tc
10µs 1ms 100µs Tx1
①可控制的计数、锁存、译码显示系统； ②石英晶体振荡器及分频系统（可用Multisim 8中
的函数发生器替代）；
基于Multisim的数字频率计
天津商业大学2008届本科电子技术课程设计数字频率计的设计*名：**系别：自动化系专业：自动化学号：********指导教师：***2010年12月9日数字频率计的设计1 设计任务与要求1.1 基本功能1）能够测量正弦波、方波、三角波等交流信号的频率；2）测量信号的频率范围为1HZ~9999KHZ，分辨率为1HZ；3）测量结果直接用十进制数值，通过四个数码管显示；4）可手动测量，手动清零；5）具有高精度、迅速测量、读数方便等优点。
1.2 扩展功能1）具有不同可测频率范围的多个档位；2）有超量程警告，当测量信号频率超过所选档位的量程时，频率计发出警报。
2 设计原理脉冲信号的频率就是在单位时间(1s)里产生的脉冲个数，若在一定时间间隔tw内测得这个周期信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为：f=N/T （1）数字频率计的总体框图如图1所示：图1数字频率计由四大基本电路组成：整形系统，单稳态触发器构成的闸门电路，可控的计数系统、锁存译码显示电路、超量程报警系统。
经过放大衰减后的被测信号（包括正弦波，三角波，方波等周期信号）经过整形电路，变成峰值为3~5V(与TTL兼容)的方波信号Vx，送入计数器的时钟脉冲端。
当门控信号到来后，闸门电路开启，时间为T1，计数器实现计数功能，T1时间过后闸门关闭，计数停止，锁存器使能端置零，计数结果被锁存，通过数码管可以方便读出被测信号频率。
图2为数字频率计的波形图：图23 电路设计3.1 整形电路1）抢答电路的功能：将被测信号整形成方波，方便计数。
2）整形电路如图3所示：图3.13）整形电路原理及功能实现：XFG1为Multisim软件自带的波形发生器,能产生不同频率的，占空比可调的三角波，正弦波和方波，所产生信号可代替被测外界周期信号，方便进行仿真。
74LS14D为有施密特触发器的六反相器，作用是将三角波或正弦波整形成方波，这里我们只用其中一个就行。
施密特反相器功能表如表1所示：表1其核心部分为施密特电路。
基于multisim数字频率计设计
基于multisim数字频率计设计
在Multisim中设计数字频率计（Digital Frequency Counter），可以使用计数器和时钟信号来实现频率测量。
下面是一种基本的设计方法：
打开Multisim软件并创建一个新的电路设计。
从元件库中选择一个计数器元件（如74LS90或74HC161），将其放置在工作区中。
从元件库中选择一个时钟源元件（如信号发生器），将其放置在工作区中。
连接时钟源元件的输出端口到计数器元件的时钟输入端口。
根据计数器元件的位数，选择需要读取的输出位（如4位或8位），并连接到合适的显示元件（如7段数码管或LED灯）。
连接电源和接地。
配置时钟源元件的频率，以模拟待测信号的频率。
运行电路模拟，并观察数码管或LED灯上显示的计数值。
根据计数值和计数时间，可以通过简单的计算得到频率值。
这是一个简单的数字频率计的设计示例。
具体的设计过程和连接方式可能因使用的元件型号和Multisim版本而有所不同。
根据具体需求，您可以进行进一步的调整和改进，例如添加显示切换按钮、改
善精度和稳定性等。
请注意，这只是一个基本的设计示例，实际设计中可能需要考虑更多因素，如输入信号的幅值范围、滤波和抗干扰能力等。
根据具体需求，可能需要使用更复杂的电路和元件。
建议在设计和实施之前进行充分的研究和验证。
基于Multisim的调频电路设计与仿真
基于Multisim的调频电路设计与仿真摘要：由于一般的低频信号无法进行远距离传输，所以得经过调频搬到高频信号上传输，这个过程就是我们常说的调频。
而解调则是调频的逆过程，目的是还原出原信号波形。
本课程设计的内容是基于Multisim的调频电路设计与仿真。
频率的调制与解调电路用Multisim软件进行仿真分析，得出相应的合适的仿真波形图,实现相应的功能。
关键词：调频与解调;Multisim；仿真分析目录第一章前言 (3)第二章调制技术 (1)2。
1调制和解调的概念 (1)2.2 调制的分类 (1)(1）模拟调制 (2)（2）数字调制 (2)第三章调频技术 (1)3。
1调频与鉴频的概念 (1)3.2 间接调频电路 (1)3.3 变容二极管直接调频电路 (2)(1)。
变容二极管作为振荡回路的总电容 (4)(2）。
变容二极管部分接入振荡回路 (5)第四章基于Multisim的调频电路设计与仿真 (7)4—1 Multisim软件介绍 (7)4-2实现调频的电路元件 (10)4-3实现解调的电路元件 (12)第五章总结 (1)参考文献 (2)第一章前言《通信电子线路》主要的学习内容是无线电通信系统中发射和接收设备中单元电路的形式及工作原理等.在无线电发射机中，需要发射的低频调制信号（如由语音信号转换而来的电信号）都要经过调制才能发送传输.所谓调制是指用低频调制信号去改变高频振荡波,使其随低频调制信号的变化规律（幅度、频率或相位）相应变化的过程.由这些经过调制后的已调波携带低频信号的信息到空间进行传输，完成信号的发射.从频谱的角度来看，调制是将低频调制信号的频谱从低频端搬到高频端的过程。
而在无线电接收机中,从接收到的已调波信号中恢复出原低频调制信号的过程称之为解调。
从频谱的角度来看，解调则是将信号的频谱从高频端搬回到低频端的过程.上述提到的载波、已调波、调制（包括调幅、调频、调相）和解调等概念很抽象枯燥，学生感到不好理解，犹如在听“天书”。
Multisim数字电路仿真实验报告
低频电子线路实验报告—基于Multisim的电子仿真设计班级：卓越（通信）091班姓名：杨宝宝学号：6100209170辅导教师：陈素华徐晓玲学生姓名：杨宝宝学号：6100209170 专业班级：卓越（通信）091班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验一基于Multisim数字电路仿真实验一、实验目的1.掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法，入网数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。
2.进一步了解Multisim仿真软件基本操作和分析方法。
二、实验内容用数字信号发生器和逻辑分析仪测试74LS138译码器逻辑功能。
三、实验原理实验原理图如图所示：四、实验步骤1.在Multisim软件中选择逻辑分析仪，字发生器和74LS138译码器；学生姓名：杨宝宝学号：6100209170 专业班级：卓越（通信）091班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：2.数字信号发生器接138译码器地址端，逻辑分析仪接138译码器输出端。
并按规定连好译码器的其他端口。
3.点击字发生器，控制方式为循环，设置为加计数，频率设为1KHz，并设置显示为二进制；点击逻辑分析仪设置频率为1KHz。
相关设置如下图学生姓名：杨宝宝学号：6100209170 专业班级：卓越（通信）091班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：五、实验数据及结果逻辑分析仪显示图下图实验结果分析：由逻辑分析仪可以看到在同一个时序74LS138译码器的八个输出端口只有一个输出为低电平，其余为高电平.结合字发生器的输入，可知.在译码器的G1=1，G2A=0，G2B=0的情况下，输出与输入的关系如下表所示学生姓名：杨宝宝学号：6100209170 专业班级：卓越（通信）091班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：当G1=1，G2A=0，G2B=0中任何一个输入不满足时，八个输出都为1六、实验总结通过本次实验，对Multisim的基本操作方法有了一个简单的了解。
基于MULTISIM仿真电路的设计与分析
基于MULTISIM仿真电路的设计与分析一、本文概述本文旨在探讨基于Multisim仿真软件的电路设计与分析方法。
我们将详细介绍Multisim仿真电路的基本原理，操作流程，以及在实际电路设计中的应用。
通过本文，读者将能够了解Multisim仿真软件的基本功能，掌握电路设计的基本步骤，学会利用Multisim进行电路仿真分析，从而提高电路设计效率，减少实际电路搭建过程中的错误和成本。
我们将简要介绍Multisim仿真软件的发展历程、特点及其在电路设计领域的重要性。
然后，我们将详细阐述电路设计的基本流程，包括需求分析、原理图设计、仿真分析、优化改进等步骤。
接下来，我们将通过具体的案例，展示如何利用Multisim进行电路仿真分析，包括电路元件的选择、电路连接、仿真参数设置、结果分析等过程。
我们将对基于Multisim仿真电路的设计与分析方法进行总结，并展望其在未来电路设计领域的应用前景。
通过本文的学习，读者将能够熟悉并掌握基于Multisim仿真电路的设计与分析方法，为实际电路设计提供有力的支持。
本文也将为电路设计师、电子爱好者以及相关专业学生提供有益的参考和借鉴。
二、MULTISIM仿真软件基础MULTISIM是一款强大的电路设计与仿真软件，广泛应用于电子工程、计算机科学及相关领域的教学和科研中。
它为用户提供了一个直观、易用的图形界面，允许用户创建、编辑和模拟各种复杂的电路系统。
本章节将详细介绍MULTISIM仿真软件的基础知识和基本操作，为后续的电路设计与分析奠定坚实基础。
MULTISIM软件界面简洁明了，主要由菜单栏、工具栏、电路图编辑区和结果输出区等部分组成。
用户可以通过菜单栏访问各种命令和功能，如文件操作、电路元件库、仿真设置等。
工具栏则提供了一系列快捷按钮，方便用户快速选择和使用常用的电路元件和工具。
电路图编辑区是用户创建和编辑电路图的主要区域，支持多种电路元件的拖拽和连接。
结果输出区则用于显示仿真结果和数据分析。
基于Multisim的数字频率计
商业大学2008届本科电子技术课程设计数字频率计的设计姓名：璐系别：自动化系专业：自动化学号：********指导教师：***2010年12月9日数字频率计的设计1 设计任务与要求1.1 基本功能1）能够测量正弦波、方波、三角波等交流信号的频率；2）测量信号的频率围为1HZ~9999KHZ，分辨率为1HZ；3）测量结果直接用十进制数值，通过四个数码管显示；4）可手动测量，手动清零；5）具有高精度、迅速测量、读数方便等优点。
1.2 扩展功能1）具有不同可测频率围的多个档位；2）有超量程警告，当测量信号频率超过所选档位的量程时，频率计发出警报。
2 设计原理脉冲信号的频率就是在单位时间(1s)里产生的脉冲个数，若在一定时间间隔tw测得这个周期信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为：f=N/T （1）数字频率计的总体框图如图1所示：图1数字频率计由四大基本电路组成：整形系统，单稳态触发器构成的闸门电路，可控的计数系统、锁存译码显示电路、超量程报警系统。
经过放大衰减后的被测信号（包括正弦波，三角波，方波等周期信号）经过整形电路，变成峰值为3~5V(与TTL兼容)的方波信号Vx，送入计数器的时钟脉冲端。
当门控信号到来后，闸门电路开启，时间为T1，计数器实现计数功能，T1时间过后闸门关闭，计数停止，锁存器使能端置零，计数结果被锁存，通过数码管可以方便读出被测信号频率。
图2为数字频率计的波形图：图23 电路设计3.1 整形电路1）抢答电路的功能：将被测信号整形成方波，方便计数。
2）整形电路如图3所示：图3.13）整形电路原理及功能实现：XFG1为Multisim软件自带的波形发生器,能产生不同频率的，占空比可调的三角波，正弦波和方波，所产生信号可代替被测外界周期信号，方便进行仿真。
74LS14D为有施密特触发器的六反相器，作用是将三角波或正弦波整形成方波，这里我们只用其中一个就行。
施密特反相器功能表如表1所示：表1其核心部分为施密特电路。
最新数字频率计的multisim仿真
计数信号
3A
QA14
4B
QB13
＋
5C
QC12
V1 100 Hz 5 V－
6
D
QD1174160N1 Nhomakorabea10
ENT
7 ENP 2 CLK
RCO15
3A
14
QA
4B 5C
QB13 12
QC
U7A 2
6
D
11
QD
74160N
10
ENT
7 ENP 2 CLK
RCO15
3A
4B 5C
3
U7B 4
6
D
14
QA
QB13 12
计数信号 清零信号
锁存信号
0.5 Hz 方波信号
图8-45 计数、锁存和清零信号时序关系
≥1 &
清零信号
U1 OR3
锁存信号
VCC
U2
5V
NAND3
1 Hz
＋V1 －2 Hz 5 V
0.5 Hz 0.5 Hz
U4A
U4B
14 1J 1Q12 7 2J 2Q9
1 1CLK
5 2CLK
3
13 10
8
1
U3
～C LR
9
～LOAD
4 32 1
10ENT 7 2 ENP
RCO 15
CLK
CLK
3A
Q A1 4
3
14
3
14
4B 5C 6
D
Q B1 3 12
A
4B
QC
5
Q D1 1
U6A
C
6D
QA
基于Multisim9_0简易数字频率计的设计与仿真
图 3 放大整形电路仿真波形
2 . 2 时基控制电路的设计和仿真 在前述中创建局部电路如图 4所示 , 时基电路由 定时器 555构成的多谐振荡器产生, 通过控制按钮 A 或 Shift+ A 调节电位器 R13 的接入阻值, 使标准时间 [ 5] 信号 C lo ck 高电平的持续时间为 1s 。控制电路是 由单稳态触发器 SN74123N 组成, 在标准时 间信号 C lo ck 结束时, 由两个单稳态触发器 SN74123N 分别 产生锁存信号 CLK, 锁存信号 CLK 结束时产生清 0 信号 RD, 它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。 并且锁存信号 CLK 和清 0 信号 RD 的脉宽之和不 能超过标准时间信号 C lo ck 的低电平持续时间。另 外, 清零信号也可以由手动复位开关 J1 的按钮 B 来 控制, 开关 J1 闭合时 , 计数电路清 0 。两种方式清 零信号加在 U2A 与非门 74LS00N 的两个输入端 , 与 非门 74LS00N 的输出 即为 计数 电路 的清 0 信号 RD。电路中 U 2B 与非门 74LS00N 组成闸门电路, 其 作用是产生计数脉冲 CP。 当手动复位开关 J1 闭合 , 再打开时, 各信号之 间的时序关系如图 5 所示, 4 踪示波器的测量波形 为: A 通道是标准时间信号 C lock 的波形 , 其高电平 的持续时间为 1s; B 通道是锁存信号 CLK 的波形; C 通道是清 0 信号 RD 的波形 , 其波形第一个清零信 号正脉冲是由手动复位开关 J1 给出的 ; D 通道是计
声
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18
长
春
大
学
[ 2]
学
报
第 19 卷
5 结
基于Multisim8的简易数字频率计仿真
4学时
一、实验目的
1. 掌握Multisim8的基本操作方法。 2. 熟悉各种常用MSI时序逻辑电路功能和使用方法； 掌握多片MSI时序逻辑电路级联和功能扩展技术；学 会MSI数字电路分析方法、组装和测试方法。 Evaluation only.
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 二、 数字频率计原理 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
实验五
基于Multisim8的简易数字频率计仿真 Evaluation only. ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
本部分实验内容不讲课,请 学生自行做好预习
门控 ÷4 ÷10 ÷10 1µ s 10µ s 100µ s 1ms ÷10 S2 1s 100ms 10ms ÷10 ÷10 ÷10 ÷10 10s
3. 可控制的计数锁存、译码显示电路
本电路由计数器、锁存器、译码器、显示器、 单稳态触发器组成。其中计数器按十进制计数。如 果在系统中不接锁存器，则显示器上的显示数字就 会随计数器的状态不停地变化，只有在计数器停止 Evaluation only. 计数时，显示器上的显示数字才能稳定，所以，在 ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 计数器后边必须接入锁存器。锁存器的工作是受单 稳态触发器控制的，由图 4.8.2 的波形关系可以看到。 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 门控波形的下降沿，使单稳态触发器1进入暂态， 单稳态1暂态的上升沿作为锁存器的锁存(使能)脉冲。 锁存器在锁存脉冲作用下，将门控信号周期内的计 数结果存储起来，并隔离计数器对译码显示的作用， 同时把所存储的状态送入译码器进行译码，在显示 器上得到稳定的计数显示。
multisim简易数字频率计
w .. . ..哈尔滨工业大学简易频率计的仿真设计目录1．设计要求2. 总电路图及工作原理3.电路组成介绍3.1脉冲形成电路3.2闸门电路3.3时基电路3.4计数译码显示电路4. 电路的测试5. 分析与评价附录：元器件清单1．设计要求本次设计任务是要求设计一个简易的数字频率计，即用数字显示被测信号频率的仪2器，数字频率计的设计指标有：1. 测量信号：正弦信号、方波信号等周期变化的物理信号；2. 测量频率范围：0Hz~9999Hz；3. 显示方式：4位十进制数显示。
2.电路工作原理频率计总电路图如下所示：2频率计的基本原理：通过将被测周期信号整形为同频率的方波信号后，利用555定时器组成的振荡电路所产生的频率为1Hz的标准方波，作为基准时钟，与被整形后的方波信号一起经过闸门电路处理输入计数电路，再利用74LS90N的十进制计数功能进行级联计数，计数后输入8位数据/地址锁存器74LS273N以实现锁存和清零功能，最后输入到译码显示电路中，用BCD7段译码器显示出来，这样就实现了对被测周期信号的频率测量并显示的功能。
频率计的工作原理流程图如下所示：3.电路组成介绍3.1脉冲形成电路脉冲形成电路由信号发生器与整形电路组成，输入信号先经过限幅器，再经过施密特触发器整形，当输入信号幅度较小时，限幅器的二极管均截止，不起限副作用。
由555组成的施密特触发器对经过限幅器的信号进行整形得到标准的方波信号。
线路图如下所示：23.2闸门电路闸门电路的作用是控制计数器的输入脉冲，在电路中用一个与非门来实现（如下图所标注）。
当标准信号（正脉冲）来到时闸门开通，被侧信号的脉冲通过闸门进入计时器计数；正脉冲结束时闸门关闭，计数器无时钟脉冲输入。
闸门电路23.3 时基电路时基电路是由555定时器构成的振荡器组成，其功能为产生标准时间为1秒的脉冲，选取振荡器的频率，其中高电平的时间为t1=1秒，低电平时间为0.25秒。
利用t1=0.7(R1+R4)C2，t2=0.7R4C2。
基于Multisim的数字频率计电路的设计与仿真
摘要本论文主要介绍应用Multisim2001软件进行数字频率计的设计与仿真。
数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，广泛应用于机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。
Multisim操作简单方便，易于学习和掌握。
应用Multisim2001软件可以进行电子电路的设计与仿真。
本论文通过数字频率计的设计与仿真反映了应用Multisim2001软件进行电子电路的设计与仿真提高了电子电路设计的效率，节省了设计者的时间、设备。
关键词：数字频率计 Multisim 设计与仿真目录前言第一章 Multisim2001软件简单介绍1.1 Multisim2001简介1.2 Multisim2001的用户界面1.2.1 菜单栏1.2.2 工具栏1.2.3 Multisim2001对元器件的管理1.3 在Multisim2001软件上绘制仿真电路1.3.1 绘制仿真电路的过程1.3.2 在Multisim2001软件上创建电路图第二章课题设计2.1 主要技术要求2.2 设计方案图2.3 电路简述2.4单元电路的设计与仿真致谢参考文献附件：附录图1 在Mutilsim中设计的总电路图附录图2 被侧信号100Hz时的仿真结果图附录图3 被侧信号45Hz时的仿真结果图前言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。
如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。
电子计算机的飞速发展有效地解决了这个问题。
Multisim软件的良好信誉以及Multisim的卓越表现使之很快成为众多EDA用户的首选软件。
Multisim操作简单方便，易于学习和掌握。
并且能弥补设备种类和数量不足，充分扩展学生的思维空间，给他们更大的自由发挥的天地。
使学生可以根据不同需要无限制地进行各种电路分析实验，验证实验，常规实验，设计实验。
基于Multisim的数字频率计
商业大学2008届本科电子技术课程设计数字频率计的设计姓名：璐系别：自动化系专业：自动化学号：********指导教师：***2010年12月9日数字频率计的设计1 设计任务与要求1.1 基本功能1）能够测量正弦波、方波、三角波等交流信号的频率；2）测量信号的频率围为1HZ~9999KHZ，分辨率为1HZ；3）测量结果直接用十进制数值，通过四个数码管显示；4）可手动测量，手动清零；5）具有高精度、迅速测量、读数方便等优点。
1.2 扩展功能1）具有不同可测频率围的多个档位；2）有超量程警告，当测量信号频率超过所选档位的量程时，频率计发出警报。
2 设计原理脉冲信号的频率就是在单位时间(1s)里产生的脉冲个数，若在一定时间间隔tw测得这个周期信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为：f=N/T （1）数字频率计的总体框图如图1所示：图1数字频率计由四大基本电路组成：整形系统，单稳态触发器构成的闸门电路，可控的计数系统、锁存译码显示电路、超量程报警系统。
经过放大衰减后的被测信号（包括正弦波，三角波，方波等周期信号）经过整形电路，变成峰值为3~5V(与TTL兼容)的方波信号Vx，送入计数器的时钟脉冲端。
当门控信号到来后，闸门电路开启，时间为T1，计数器实现计数功能，T1时间过后闸门关闭，计数停止，锁存器使能端置零，计数结果被锁存，通过数码管可以方便读出被测信号频率。
图2为数字频率计的波形图：图23 电路设计3.1 整形电路1）抢答电路的功能：将被测信号整形成方波，方便计数。
2）整形电路如图3所示：图3.13）整形电路原理及功能实现：XFG1为Multisim软件自带的波形发生器,能产生不同频率的，占空比可调的三角波，正弦波和方波，所产生信号可代替被测外界周期信号，方便进行仿真。
74LS14D为有施密特触发器的六反相器，作用是将三角波或正弦波整形成方波，这里我们只用其中一个就行。
施密特反相器功能表如表1所示：表1其核心部分为施密特电路。
multisim简易数字频率计
. . . .哈尔滨工业大学简易频率计的仿真设计目录1．设计要求2. 总电路图及工作原理3.电路组成介绍3.1脉冲形成电路3.2闸门电路3.3时基电路3.4计数译码显示电路4. 电路的测试5. 分析与评价附录：元器件清单1．设计要求本次设计任务是要求设计一个简易的数字频率计，即用数字显示被测信号频率的仪2器，数字频率计的设计指标有：1. 测量信号：正弦信号、方波信号等周期变化的物理信号；2. 测量频率范围：0Hz~9999Hz；3. 显示方式：4位十进制数显示。
2.电路工作原理频率计总电路图如下所示：2频率计的基本原理：通过将被测周期信号整形为同频率的方波信号后，利用555定时器组成的振荡电路所产生的频率为1Hz的标准方波，作为基准时钟，与被整形后的方波信号一起经过闸门电路处理输入计数电路，再利用74LS90N的十进制计数功能进行级联计数，计数后输入8位数据/地址锁存器74LS273N以实现锁存和清零功能，最后输入到译码显示电路中，用BCD7段译码器显示出来，这样就实现了对被测周期信号的频率测量并显示的功能。
频率计的工作原理流程图如下所示：3.电路组成介绍3.1脉冲形成电路脉冲形成电路由信号发生器与整形电路组成，输入信号先经过限幅器，再经过施密特触发器整形，当输入信号幅度较小时，限幅器的二极管均截止，不起限副作用。
由555组成的施密特触发器对经过限幅器的信号进行整形得到标准的方波信号。
线路图如下所示：23.2闸门电路闸门电路的作用是控制计数器的输入脉冲，在电路中用一个与非门来实现（如下图所标注）。
当标准信号（正脉冲）来到时闸门开通，被侧信号的脉冲通过闸门进入计时器计数；正脉冲结束时闸门关闭，计数器无时钟脉冲输入。
闸门电路23.3 时基电路时基电路是由555定时器构成的振荡器组成，其功能为产生标准时间为1秒的脉冲，选取振荡器的频率，其中高电平的时间为t1=1秒，低电平时间为0.25秒。
利用t1=0.7(R1+R4)C2，t2=0.7R4C2。
基于Multisim8的数字频率计的设计与开发
电子线路课程设计（报告）题目基于Multisim8的数字频率计的设计与开发系别物理与电子工程学院专业电子与信息工程班级电信092 学号160409214学生姓名顾海峰指导教师卢怡日期2012/11/1~2012/12/20目录一题目要求与方案论证 (2)1.1（设计题题目）数字频率计的设计 (2)1.1.1题目要求 (2)1.1.2 方案论证 (2)二电子线路设计与实现 (4)2.1晶体振荡电路设计 (4)三总结与体会 (15)参考文献（撰写格式如下） (16)附录1 (17)附录2 (17)一题目要求与方案论证1.1（设计题题目）数字频率计的设计频率计是用来测量正弦信号、矩形信号、三角形信号等波形工作频率的仪器，根据频率的概念是单位时间里脉冲的个数，要测被测波形的频率，则须测被测波形中1S里有多少个脉冲，所以，如果用一个定时时间1S控制一个闸门电路，在时间1S内闸门打开，让被测信号通过而进入计数译码器电路，即可得到被测信号的频率fx。
任务要求分析：频率计的测量范围要求为10Hz~100KHz，且精度为10Hz，所以有用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；要求输入信号的幅值为20mV~5V，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；频率计的输出显示要经过锁存器进行稳定再通过5位LED数码管进行显示.1.1.1题目要求1 数字显示功能：用十进制数码管显示测量信号的频率。
2 测量范围为10HZ～100kHZ。
3检测精度不低于1%。
1.1.2 方案论证本次设计的数字频率计由四部分组成：振荡电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、译码、显示电路。
由石英晶体多谐振荡电路,分级分频系统及门控制电路得到具有固定宽度T的方波脉冲做门控制信号,时间基准T称为闸门时间.宽度为T的方波脉冲控制闸门的一个输入端B.被测信号频率为fx,周期Tx.到闸门另一输入端A.当门控制电路的信号到来后,闸门开启,周期为Tx的信号脉冲和周期为T的门控制信号结束时过闸门,于输出端C 产生脉冲信号到计数器,计数器开始工作,直到门控信号结束,闸门关闭.单稳1的暂态送入锁存器的使能端,锁存器将计数结果锁存,计数器停止计数并被单稳2暂态清零. (简单地说就是:在时基电路脉冲的上升沿到来时闸门开启,计数器开始计数,在同一脉冲的下降沿到来时,闸门关闭,计数器停止计数.同时,锁存器产生一个锁存信号输送到锁存器的使能端将结果锁存,并把锁存结果输送到译码器来控制七段显示器,这样就可以得到被测信号的数字显示的频率.而在锁存信号的下降沿到来时逻辑控制电路产生一个清零信号将计数器清零,为下一次测量做准备,实现了可重复使用,避免两次测量结果相加使结果产生错误.) 若T=1s,计数器显示fx=N(T时间内的通过闸门信号脉冲个数) 若T=10s,通过闸门脉冲个数位N时,fx=10N,(闸门时间为0.1s时通过闸门的脉冲个数).也就是说,被测信号的频率计算公式是fx=N/T.由此可见,闸门时间决定量程,可以通过闸门时基选择开关,选择T大一些,测量准确度就高一些,T小一些,则测量准确度就低.根据被测频率选择闸门时间来控制量程.被测信号频率通过计数锁存可直接从计数显示器上读出.在整个电路中,时基电路是关键,闸门信号脉冲宽度是否精确直接决定了测量结果是否精确.因此,可得出数字频率计的原理框图如下:图1数字频率计的原理框图二电子线路设计与实现2.1晶体振荡电路设计石英晶体多谐振荡器（晶荡电路）的作用是产生稳定的工作时钟信号，经过分频，控制电路，以产生测频所需要的各种控制信号。
基于Multisim的高精度数字频率计的设计和仿真
基于Multisim的高精度数字频率计的设计和仿真
周敏
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2011(024)006
【摘要】数字频率计是电工电子中常用的测量仪器,数字频率计通过用输入待测信号对一特定长度的信号进行计数,从而得出频率并通过数码管直观的显示出来.本文提出了一种与输入同步的数字频率计的设计,提高了频率计的精度,设计采用Multisim软件进行设计和仿真的过程,介绍了其工作原理,硬件电路设计和仿真的过程.设计采用了Multisim软件进行设计和仿真,设计结果得到的验证.
【总页数】2页(P95-96)
【作者】周敏
【作者单位】华东师范大学苏州工业职业技术学院机电工程系,江苏苏州215104【正文语种】中文
【中图分类】TN702
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摘要本论文主要介绍应用Multisim2001软件进行数字频率计的设计与仿真。
数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，广泛应用于机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。
Multisim操作简单方便，易于学习和掌握。
应用Multisim2001软件可以进行电子电路的设计与仿真。
本论文通过数字频率计的设计与仿真反映了应用Multisim2001软件进行电子电路的设计与仿真提高了电子电路设计的效率，节省了设计者的时间、设备。
关键词：数字频率计 Multisim 设计与仿真目录前言第一章 Multisim2001软件简单介绍1.1 Multisim2001简介1.2 Multisim2001的用户界面1.2.1 菜单栏1.2.2 工具栏1.2.3 Multisim2001对元器件的管理1.3 在Multisim2001软件上绘制仿真电路1.3.1 绘制仿真电路的过程1.3.2 在Multisim2001软件上创建电路图第二章课题设计2.1 主要技术要求2.2 设计方案图2.3 电路简述2.4单元电路的设计与仿真致谢参考文献附件：附录图1 在Mutilsim中设计的总电路图附录图2 被侧信号100Hz时的仿真结果图附录图3 被侧信号45Hz时的仿真结果图前言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。
如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。
电子计算机的飞速发展有效地解决了这个问题。
Multisim软件的良好信誉以及Multisim的卓越表现使之很快成为众多EDA用户的首选软件。
Multisim操作简单方便，易于学习和掌握。
并且能弥补设备种类和数量不足，充分扩展学生的思维空间，给他们更大的自由发挥的天地。
使学生可以根据不同需要无限制地进行各种电路分析实验，验证实验，常规实验，设计实验。
充分调动学生学习的主观能动性，培养创新能力。
第一章 Multisim2001软件简单介绍1.1 Multisim2001简介Multisim是加拿大图像交互技术公司推出的以Windows为基础的仿真工具，具有直观的仪器和多种分析方法可以进行模拟/数字混合仿真分析等。
适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，是一个32位的电路仿真软件，工程师们可以使用Multisim 交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
这里主要介绍Multisim2001的相关内容：（1） Multisim2001组成：1．构建仿真电路2．仿真电路环境3．Multisim单片机仿真4．FPGA、PLD，CPLD等仿真5．通信系统分析与设计的模块6．自动布线模块（2）仿真的内容：1．器件建模及仿真；2．电路的构建及仿真；3．系统的组成及仿真；4．仪表仪器原理及制造仿真。
（3）器件建模及仿真：可以建模及仿真的器件：模拟器件（二极管，三极管，功率管等）；数字器件（74系列，COMS系列，PLD，CPLD等）；FPGA器件等。
对Multisim2001系统安装和运行有一定的要求，首先不同版本所需要的硬盘空间不同。
其次要求运行在microsoft windows98以上的操作系统下。
最后在程序运行时将建立一个大小为20M 的临时文件。
1.2 Multisim2001的用户界面Multisim2001的用户界面 ：单击Windows ”开始”菜单中”程序”下的Multisim2001，弹出如图1-1所示的Multisim2001用户界面。
Multisim2001的用户界面主要由菜单栏(Menu Bar)、标准工具栏(Standard toolbar)、使用的元件列表(In Use list)、仿真开关(Simulation Switch)、图形注释工具栏(Graphic Annotation Toolbar)、项目栏(Project Bar)、元件工具栏(Component tooba)、虚拟工具栏(Virtual toolbar)、电路窗口(Circuit Windows)、仪表工具栏(Instruments Toolbar)、电路标签(Circuit Tab)、状态栏(Status Bar)和电路元件属性视窗(Spreadsheet View)等组成。
图1-1 Multisim2001用户界面1.2.1菜单栏工具栏菜单栏元器件栏仿真电源开关仪器仪表栏电路工作区状态栏File:文件菜单 Edit:编辑菜单 View:视图菜单 Place:放置菜单Simulate:仿真菜单 Transfer:导出菜单 Tools:设计工具菜单Options:选项菜单 Window:窗口菜单 help:帮助菜单1.2.2工具栏Multisim2001共有5个工具栏，分别是System(系统工具栏)、Designs(设计工具栏)、Instrument(仪器工具栏)、Zoom(缩放工具栏)和In use list(当前元件清单) ,他们提供了电路仿真中常用的操作按钮。
执行菜单“View”→“Toolbars”可打开或关闭所选中的工具栏。
主要工具栏的介绍⑴系统工具栏如下图1-2所示：图1-2从左至右各按钮的名称依次为：新建、打开、存盘、剪切、复制、粘贴、打印、帮助、放大和缩小。
其功能与windows基本相同，这里就不一一详细介绍。
⑵设计工具栏：可以完成启动仿真、仿真分析、导出、仿真后处理、元件设计及工具栏设置等功能如下图1-3所示：图1-3各按钮的名称及功能如表1-1：表1-1图标功能图标功能图标功能元器件设置按钮，用于打开/关闭元器件工具条元器件设计按钮，用于打开元件编辑器，进行元件编仪器库设置按钮，用于打开/关闭仪器工具辑条模拟仿真按钮，用于开始/暂停/结束电路的模拟仿真分析按钮，用于选择电路的分析功能仿真结束后处理按钮，用于分析结果的再处理VHKL/Verilog模型按钮用于打开设计界面VHKL/Verilog 统计报告按钮，用于统计电路元器件、仪器名单等导出按钮，用于与其它电路文件之间的传输表1-1⑶仪器库栏（虚拟仪器的简单介绍）如下图图1-4所示：图1-4各种仿真测试仪器名称和功能如表1-2：表1-2图标及名称功能图标及名称功能数字万用表可以在电路两节点之间测交直流电压、交直流电流、电阻和分贝值，能自动调整量程函数信号发生器可以输出正弦波、三角波和方波，其输出波形的频率、辐度、直流偏置电压及占空比等参数均可以调节功率计用于测量电路中的平均功率和功率因数双踪示波器可以直观地观测信号的时域波形，可以观察瞬间变化的波形波特图示仪用来分析电路的频率响应，可以测试电路的幅频特性和相频特性字信号发生器是一个最多能产生32位同步逻辑信号的仪器，可以用来对数字逻辑电路进行测试逻辑分析仪可以同时观察多路逻辑信号的波形，适用于对逻辑信号的高速采集和准确的时序分析，是分析大规模数字系统一的有力工具逻辑转换仪能完成逻辑表达式、真值表和逻辑电路三者之间的相互转换失真度分析仪测量电路总谐波失真与信噪比和仪器频谱分析仪用于测量电路中信号幅度与频率的关系，即进行时域分析网络分析仪表1-21.2.3Multisim2001对元器件的管理元器件栏：元器件有两种工业标准即ANSI（美国标准）和DIN（欧洲标准），每种标准采用不同的图形符号表示，如下图1-5所示注：上为DIN标准，下为ANSI标准，详细元器件这里就不一一罗列。
图1-5从左至右依次为：信号源、基本器件、二极管、晶体管、模拟IC、TTL IC、CMOS IC、数字IC、混合芯片、指示器件、杂合器件、控制器件、RF组件、电气开关EDA软件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的准确性都直接决定了该EDA软件的质量和易用性。
Multisim2001为用户提供了丰富的元器件，并以开放的形式管理元器件，使得用户能够自己添加所需要的元器件。
元器件的管理Multisim2001以库的形式管理元器件，通过菜单Tools/ Database Management打开Database Management（数据库管理）窗口（如图1-6所示），对元器件库进行管理。
图1-6在Database Management窗口(如图1-7所示)中的Daltabase列表中有两个数据库：Multisim Master和User。
其中Multisim Master库中存放的是软件为用户提供的元器件，User是为用户自建元器件准备的数据库。
用户对Multisim master数据库中的元器件和表示方式没有编辑权。
当选中Multisim master时，窗口中对库的编辑按钮全部失效而变成灰色，如下图所示。
但用户可以通过这个对话窗口中的Button in Toolbar显示框，查找库中不同类别器件在工具栏中的表示方法。
图1-7据此用户可以通过选择User数据库，进而对自建元器件进行编辑管理。
在元器件类型列标中，虚拟元器件类的后缀标有Virtual，如图1-8所示：图1-81.2.4 输入电路图的分析和设计输入电路图是分析和设计工作的第一步，用户从元器件库中选择需要的元器件放置在电路图中并连接起来，为分析和仿真做准备。
设置Multisim2001的通用环境变量为了适应不同的需求和用户习惯，用户可以用菜单Option/Preferences打开Preferences对话窗口，如图1-9所示。
图1-9通过该窗口的6个标签选项，用户可以就编辑界面颜色、电路尺寸、缩放比例、自动存储时间等内容作相应的设置。
在这个对话窗口中有3个分项：⑴Show：可以设置是否显示网格，页边界以及标题框。
⑵Sheet size：设置电路图页面大小。
⑶Zoom level：设置缩放比例。
其余的标签选项在此不再详述。
取用元器件⑴取用元器件的方法有两种：从工具栏取用或从菜单取用。
从菜单取用：通过Place/ Place Component命令打开Component Browser窗口。
如图1-10所示：图1-10⑵选中相应的元器件在Component Family Name中选择74LS系列，在Component Name List 中选择74LS00。
单击OK按钮就可以选中74LS00，出现如下备选窗口。