频率计设计方案
简易频率计设计课程设计
简易频率计设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解频率的概念，掌握频率的计算方法；2. 了解简易频率计的设计原理，掌握其制作步骤；3. 学会运用简易频率计进行实际测量，并能够分析实验数据。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成简易频率计的制作；2. 培养学生运用所学生物知识解决实际问题的能力，提高实验操作技能；3. 提高学生团队协作能力，能够在小组合作中共同完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对科学研究的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和实验操作的规范性；3. 增强学生的环保意识，使其关注生活中的频率现象及其应用。
本课程针对八年级学生，结合物理学科特点，以简易频率计设计为主题，旨在让学生在掌握基础知识的基础上，提高实践操作能力和团队合作能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中明确预期成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 频率的基本概念及其单位；- 频率计算公式及其应用；- 简易频率计的工作原理。
2. 实践操作：- 简易频率计的组装与调试；- 实际物体频率的测量与记录；- 实验数据的处理与分析。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：学习频率的基本概念、计算公式及其单位，介绍简易频率计的工作原理；- 第二课时：分组讨论简易频率计的组装方法，进行实践操作；- 第三课时：学生独立完成简易频率计的组装与调试，进行实际物体频率的测量；- 第四课时：对实验数据进行处理和分析，总结实验结果。
教学内容参考教材《物理》八年级下册第二章《振动与波》的相关内容，结合课程目标进行组织，确保科学性和系统性。
教学内容涵盖理论与实践，注重培养学生的动手能力和实际应用能力，使学生在掌握基础知识的同时，能够将所学应用于实际生活中。
三、教学方法本课程采用以下多元化的教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的主动性和实践能力：1. 讲授法：- 通过生动的语言和形象的比喻，讲解频率的基本概念、计算公式及其单位，帮助学生建立扎实的理论基础；- 结合教材内容，阐述简易频率计的工作原理，使学生理解科学原理在实际应用中的重要性。
频率计设计全过程
频率计设计全过程一、前言本文以AT89C51单片机为控制器件的频率测量方法,并用汇编语言进行设计,采用单片机智能控制,结合外围电子电路,得以高低频率的测量。
根据频率计的特点,可广泛应用于各种测试场所。
二、系统概述本文设计了一种基于单片机的简易数字频率计。
(一)系统设计任务设计一简易数字频率计,其基本要求是: (1)被测信号可以是正弦波、三角波、方波。
(2)频率测量范围为0.1HZ-10MHZ信号。
(3)频率测量准确度:公式。
(4)显示方式为六位十进制数显示。
(5)使用PROTEUS软件进行仿真。
(二)系统组成频率计由单片机AT89C51、信号预处理电路、测量数据显示电路和系统软件所组成,其中信号预处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形和分频电路。
系统软件包括测量初始化模块、显示模块、信号频率测量模块、量程自动转换模块、信号周期测量模块、信号定时器中断服务模块、二进制数到BcD码转换模块。
(三)系统原理频率的定义是:单位时间(1S)内周期信号的变化次数。
若在一定时间间隔T内测得周期信号的重复变化次数为N,则其频率为f=N/T。
本频率计的设计以AT89C51单片机为核心,利用它内部的定时/计数器完成待测信号频率、周期的测量。
单片机AT89C51内部具有2个16位定时/计数器,定时/计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出中断要求的功能。
在构成为定时器时每个机器周期加1(使用12MHZ时钟时,每IUS加1),这样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。
在构成计数器时,在相应的外部引脚发生从1到0的跳变时计数器加1,这样在计数闸门的控制下可以用来测量待测信号的频率,外部输入每个机器周期被采样一次,这样检测一次从1到0的跳变至少需要2个机器周期(24个振荡周期),所以最大计数速率为时钟频率的1/24(使用12MHZ时钟时,最大计数速率为500KHZ)。
定时/计数器的工作由相应的运行控制位TR控制,当TR置1,定时/计数器开始计数;当TR清0,停止计数。
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)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。
简易频率计课程设计
简易频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解频率的基本概念，掌握频率的计算公式。
2. 学生能了解简易频率计的原理，明白其工作过程。
3. 学生掌握如何使用简易频率计进行实验，并能正确读取实验数据。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，动手搭建简易频率计，提高动手实践能力。
2. 学生能够运用计算器或编程软件进行频率的计算，提高数据处理能力。
3. 学生能够通过实验，观察现象，分析问题，培养科学探究能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对物理学科产生兴趣，认识到物理知识在实际生活中的应用。
2. 学生养成合作学习的习惯，学会与他人分享实验成果，培养团队精神。
3. 学生通过实验，培养严谨的科学态度和探究精神，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为物理学科实验课程，旨在通过实践操作，让学生深入了解频率相关知识。
学生特点：学生为八年级学生，已具备一定的物理知识基础，动手实践能力较强，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以学生为主体，鼓励学生积极参与实验，培养学生的实践能力和科学素养。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，提高解决问题的能力。
二、教学内容1. 理论知识：- 频率的基本概念：频率的定义、单位、与周期的关系。
- 频率计算公式：频率=1/周期。
- 简易频率计的原理：利用电子元件（如555定时器）产生稳定的方波信号，通过计数器进行计数，计算频率。
2. 实践操作：- 搭建简易频率计电路：学生分组进行实验，根据电路图搭建简易频率计。
- 实验操作步骤：调整信号发生器产生不同频率的信号，使用简易频率计进行测量，记录数据。
3. 教学大纲：- 第一课时：讲解频率的基本概念，让学生了解频率的定义和单位，学会计算频率。
- 第二课时：介绍简易频率计的原理，引导学生学习电路图，了解各元件的作用。
- 第三课时：分组实验，学生动手搭建简易频率计，进行频率测量，记录实验数据。
简易数字频率计设计报告
根据系统设计要求， 需要实现一个 4 位十进制数字频率计， 其原理框 图如图 1 所示。
主要由脉冲发生器电路、 测频控制信号发生器电路、 待测 信号计数模块电路、 锁存器、 七段译码驱动电路及扫描显示电路等模块组 成。
由于是4位十进制数字频率计， 所以计数器CNT10需用4个，7段显示译 码器也需用4个。
频率测量的基本原理是计算每秒钟内待测信号的脉冲个 数。
为此，测频控制信号发生器 F_IN_CNT 应设置一个控制信号时钟CLK ， 一个计数使能信号输出端EN 、一个与EN 输出信号反 向的锁存输出信号 LOCK 和清零输出信号CLR 。
若CLK 的输入频率为1HZ ，则输出信号端EN 输出 一个脉宽恰好为1秒的周期信号， 可以 作为闸门信号用。
由它对频率计的 每一个计数器的使能端进行同步控制。
当EN 高电平时允许计数， 低电平时 住手计数，并保持所计的数。
在住手计数期间，锁存信号LOCK 的上跳沿 将计数器在前1秒钟的计数值锁存进4位锁存器LOCK ，由7段译码器译出 并稳定显示。
设置锁存器的好处是： 显示的数据稳定， 不会由于周期性的标准时钟 CLKEN待测信号计数电路脉冲发 生器待测信号F_INLOCK锁存与译 码显示驱 动电路测频控制信 号发生电路CLR扫描控制数码显示清零信号而不断闪烁。
锁存信号之后，清零信号CLR对计数器进行清零，为下1秒钟的计数操作作准备。
时基产生与测频时序控制电路主要产生计数允许信号EN、清零信号CLR 和锁存信号LOCK。
其VHDL 程序清单如下：--CLK_SX_CTRLLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CLK_SX_CTRL ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC;LOCK: OUT STD_LOGIC;EN: OUT STD_LOGIC;CLR: OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE ART OF CLK_SX_CTRL ISSIGNAL Q: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF(CLK'EVENT AND CLK='1')THENIF Q="1111"THENQ<="0000";ELSEQ<=Q+'1';END IF;END IF;EN<=NOT Q(3);LOCK<=Q(3)AND NOT(Q(2))AND Q(1);CLR<=Q(3)AND Q(2)AND NOT(Q(1));END PROCESS;END ART;测频时序控制电路：为实现系统功能,控制电路模块需输出三个信号：一是控制计数器允许对被测信号计数的信号EN；二是将前一秒计数器的计数值存入锁存的锁存信号LOCK；三是为下一个周期计数做准备的计数器清零信号CLR。
频率计的设计
一、数字频率计的设计与制作一、问题引入在许多情况下，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。
二、设计目的本设计与制作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、制作与调试的方法和步骤。
三、设计要求设计并制作出一种数字频率计，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）显示位数：位。
（5）电源：220V 、50Hz四、所需仪器仪表示波器、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。
五、设计内容、方法与步骤：1、设计内容1）数字频率计的基本原理数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。
频率是单位时间（1S ）内信号发生周期变化的次数。
如果我们能在给定的1S 时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。
数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。
这就是数字频率计的基本原理。
2）系统框图从数字频率计的基本原理出发，根据设计要求，得到如图8.3 所示的电路框图。
下面介绍框图中各部分的功能及实现方法（1）电源与整流稳压电路框图中的电源采用50Hz 的交流市电。
市电被降压、整流、稳压后为整个系统提供直流电源。
系统对电源的要求不高，可以采用串联式稳压电源电路来实现。
（2）全波整流与波形整形电路本频率计采用市电频率作为标准频率，以获得稳定的基准时间。
按国家标准，市电的频率漂移不能超过0.5Hz ，即在1 ％的范围内。
用它作普通频率计的基准信号完全能满足系统的要求。
全波整流电路首先对50Hz 交流市电进行全波整流，得到如图1所示100Hz图1 数字频率计框图的全波整流波形。
简易频率计课程设计
简易频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解频率计的基本工作原理，掌握其电路组成和功能。
2. 学生能运用已学过的电子元件，设计并搭建一个简易频率计。
3. 学生能够掌握频率、周期等基本概念，并了解它们在实际应用中的重要性。
技能目标：1. 学生通过动手实践，提高电子电路搭建和调试的能力。
2. 学生能够运用所学知识解决实际问题，培养创新思维和动手能力。
3. 学生学会查阅相关资料，提高自主学习能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习过程中，培养对电子技术的兴趣，激发探究精神。
2. 学生在团队合作中，学会互相尊重、沟通与协作，培养团队精神。
3. 学生能够认识到科技对社会发展的作用，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和创新思维。
学生特点：本年级学生具备一定的电子基础知识，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师需结合课本知识，引导学生主动参与课程，关注学生个体差异，鼓励学生提出问题和解决问题。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力。
通过课程目标的实现，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容围绕以下三个方面进行组织：1. 理论知识：- 介绍频率、周期、频率计的基本概念和原理。
- 分析简易频率计的电路组成和功能，包括时钟电路、计数器、显示电路等。
2. 实践操作：- 指导学生使用面包板搭建简易频率计电路。
- 教学内容包括电子元件的选择、电路连接、调试和测试等。
3. 教学案例与拓展：- 结合课本案例，分析实际应用中的频率计，如心跳频率计、转速表等。
- 探讨频率计在生活中的应用，激发学生对电子技术的兴趣。
教学大纲安排如下：1. 第一课时：导入课程，介绍频率计的基本概念和原理，分析电路组成。
2. 第二课时：讲解实践操作步骤，指导学生进行电路搭建和调试。
3. 第三课时：展示和讨论教学案例，进行课程总结和拓展。
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日目录一、摘要 (4)二、系统方案论证 (4)2.1频率测量方案 (5)三、数字频率频率计的基本原理 (6)四、各个模块设计 (7)4、1 A/D模数转换模块 (8)4、2 比较模块 (9)4、3 频率和占空比测量模块 (10)五、各个模块仿真波形 (12)六、心得体会 (14)七、参考文献 (15)附录一 (16)附录二 (22)一.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。
数字频率计设计
数字频率计设计一、设计任务与要求1、设计任务设计并实现一个数字频率计。
2、基本要求：（1）测频率范围：10Hz ~ 10K Hz。
为保证测量精度分为三个频段：10Hz ~ 100 Hz100Hz ~ 1K Hz1 K Hz ~ 10K Hz当信号频率超过规定的频段上限时，设有超量程指示。
三个频段之间用手动切换。
（2）输入波形：低频函数信号发生器输出的方波，幅度为5V 。
（3）测量误差：σ≤±1%。
（4）显示和响应时间：测量结果用三位半导体数码管显示，要求显示数码稳定清晰。
三个频段的最大显示数分别为99.9 Hz，999. Hz，9.99 K Hz，为此需要控制小数点位置，并用两个发光二极管分别显示频率单位：Hz 或K Hz，详见表2.2。
3、扩展要求实现量程的自动转换。
二、基本工作原理频率测量的方法常用的有测频法和测周法两种。
（1）测频法测频法的基本思想是让计数器在闸门信号的控制下计数1秒时间，计数结果是1秒内被测信号的周期数，即被测信号的频率。
若被测信号不是矩形脉冲，则应先变换成同频率的矩形脉冲。
测频法的原理框图如图2-2-1所示。
图中，秒脉冲作为闸门信号，当其为高电平时，计数器计数；低电平时，计数器停止计数。
显然，在同样的闸门信号作用下，被测信号的频率越高，测量误差越小。
当被测频率一定时，闸门信号高电平的时间越长，测量误差越小。
但是闸门信号周期越长，测量的响应时间也越长。
例如，闸门信号高电平时间为1秒，被测信号频率的真值为2Hz，如图2-2-2所示。
由图2-2-1 频率测量原理框图图可知，无论被测信号的频率是多少，测量时可能产生的最大绝对误差均为±1Hz，即f测-f真=±1Hz所以，最大相对误差为σmax=（f测-f真）/ f真=±1/ f真由上式可知，在闸门信号相同时，测频法的相对误差与被测信号的频率成反比。
因此测频法适合于测量频率较高的信号。
f真=2图2-2-2 测频法的误差（2）测周法当被测信号频率较低时，为保证测量精度，常采用测周法。
如何设计一个简单的频率计
如何设计一个简单的频率计频率计是一种用于测量信号频率的设备，广泛应用于电子、通信、自动化等领域。
本文将介绍如何设计一个简单的频率计，并提供相关原理和步骤。
一、简介频率计是一种测量频率的仪器。
它可以通过测量信号周期的时间来计算频率。
频率计可以根据测量的频率范围和精度要求，选择不同的设计方案。
下面将介绍一种简单的频率计设计。
二、设计原理该频率计设计基于计数器原理。
其思想是通过计数已知时间内信号周期的脉冲数来确定频率。
三、所需元器件1. 计数器芯片：选择适合频率范围的计数器芯片。
2. 晶振：提供稳定的时钟信号作为计数器的时基。
3. 预处理电路：用于处理输入信号，确保其满足计数器的输入要求。
四、设计步骤1. 确定测量范围和精度要求：根据应用需求确定频率计所需要测量的频率范围和精度要求，选择合适的计数器芯片。
2. 选择计数器芯片和晶振：根据测量范围和精度要求，选择适合的计数器芯片和晶振。
计数器芯片的型号选择要能满足测量范围，并具有足够的计数位数。
晶振的频率要足够稳定。
3. 设计输入信号预处理电路：根据计数器芯片的输入要求，设计合适的输入信号预处理电路。
例如，如果输入信号幅值过大或过小，需要进行合适的电平转换或调整。
五、连接设计1. 将输入信号接入预处理电路，确保信号满足计数器芯片的输入要求。
2. 将预处理后的信号接入计数器芯片的计数端。
3. 将晶振连接至计数器芯片的时钟输入端。
4. 连接供电电源，确保设计正常工作。
六、测试与调试1. 给设计供电，确保所有连接正确。
2. 输入已知频率的信号，观察频率计是否能准确测量。
3. 如果测量结果不准确，检查元器件连接是否正确、晶振频率是否稳定等。
4. 根据实际情况调整设计参数，直至测量结果满足要求。
七、注意事项1. 设计中要注意信号的幅值范围和频率范围。
2. 选择合适的计数器芯片和晶振，以保证测量精度和稳定性。
3. 调试时要注意设计的连通性和元器件的正确连接。
八、总结设计一个简单的频率计需要确定测量范围和精度要求，选择适合的计数器芯片和晶振，并设计合适的输入信号预处理电路。
课程设计 频率计的设计
学生姓名(学号) ）课程名称数字电子技术设计题目数字频率计设计完成期限自 2009 年 6 月 24至 2009 年 6月 30 共 1 周设计依据已学过电路分析、模拟电子技术、数字电子技术，按照教学计划要求进行《数字电子技术课程设计》。
设计要求及主要内容1、设计一个3位十进制频率计，其测量范围为1MHz。
量程分为10KHz、100KHz、1MHz三档(最大读数分别为9.99KHz、99.9KHz、999KHz)，量程转换规则如下：(1)当读数大于999时，频率计处于超量程状态，此时显示器发出溢出指示。
下一次测量时，量程自动增大一档。
（2）当读数小于099时，频率计处于欠量程状态，下一次测量时，量程自动减小一档。
2、显示方式如下：(1) 采用记忆显示方式。
即计数过程中不显示数据，等到计数过程结束以后，显示计数结果，并将此计数结果保持到下一次计数结束。
显示时间不小于1s。
(2) 小数点位置随量程变换自动移位。
3、对电路进行仿真。
参考资料[1]MAXPLUSII 及 VHDL 使用教程.东南大学[2]康华光.电子技术基础数字部分.高等教育出版社.指导教师签字日期目录一、设计任务 (4)二、设计条件 (4)三、设计要求 (4)四、总体概要设计 (4)五、各单元模块设计和分析 (5)六、元器件清单 (7)七、设计总结 (7)八、参考文献 (7)九、附数字钟课程设计仿真图 (8)十、实验心得 (9)引言：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。
因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。
一、设计任务：频率计设计二、设计条件：本设计基于Multisim仿真软件的调试三、设计要求：1、设计一个3位十进制频率计，其测量范围为1MHz。
量程分为10KHz、100KHz、1MHz三档(最大读数分别为9.99KHz、99.9KHz、999KHz)，量程转换规则如下：(1)当读数大于999时，频率计处于超量程状态，此时显示器发出溢出指示。
简易频率计的设计课程设计
简易频率计的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握频率的概念，了解频率在电子技术中的应用。
2. 学习简易频率计的设计原理，掌握相关电子元件的功能和连接方式。
3. 掌握简易频率计的电路图绘制方法，理解电路工作原理。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建一个简易频率计电路。
2. 学会使用相关测量工具和仪器，对简易频率计进行调试和优化。
3. 提高动手实践能力，培养解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识。
2. 培养学生团队合作精神，学会分享和交流。
3. 增强学生环保意识，养成爱护电子设备的好习惯。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术基础知识，设计简易频率计课程。
通过本课程的学习，学生能够掌握频率相关知识，提高动手实践能力，培养创新意识和团队合作精神。
课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养符合时代需求的技能型人才。
二、教学内容1. 频率概念及其应用：介绍频率的定义、单位，频率在电子技术中的应用。
相关教材章节：第一章第三节“频率与周期”2. 简易频率计设计原理：讲解简易频率计的工作原理，分析电路中各元件的作用。
相关教材章节：第二章第五节“简易频率计的设计与应用”3. 电子元件及电路连接：学习常用电子元件的功能、符号及使用方法，掌握电路连接技巧。
相关教材章节：第二章第一节“常用电子元件”和第二节“电路的连接方法”4. 简易频率计电路图绘制：学习电路图的绘制方法，根据设计原理绘制简易频率计电路图。
相关教材章节：第二章第四节“电路图的绘制”5. 电路搭建与调试：动手搭建简易频率计电路，使用测量工具进行调试，优化电路性能。
相关教材章节：第三章第二节“电路搭建与调试方法”6. 实践操作与总结：分组进行实践操作，交流心得体会，总结课程所学内容。
相关教材章节：第三章第三节“实践操作与总结”教学内容安排和进度：第一课时：频率概念及其应用，简易频率计设计原理第二课时：电子元件及电路连接，简易频率计电路图绘制第三课时：电路搭建与调试，实践操作与总结教学内容科学系统，注重理论与实践相结合，旨在帮助学生掌握简易频率计的设计与应用，培养动手实践能力和创新意识。
单片计设计方案频率计详细文档
2012年9月29日第一章频率计总体方案设计1.1 方案比较方案一：本方案主要以单片机为核心，利用单片机的计数定时功能来实现频率的计数并且利用单片机的动态扫描把测出的数据送到数字显示电路显示。
其实原理框图如 1.1所示1.1 方案一原理图方案二：本方案主要以数字器件为核心，主要分为时基电路，逻辑控制电路，放大整形电路，闸门电路，计数电路，锁存电路，译码显示电路七大部分。
其原理框图如图 2.2所示1.2方案二原理框图1.2方案论证方案一：本方案主要以单片机为核心，被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被送到波形整形电路整形，把被测得正弦波或者三角波为方波。
利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。
编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。
方案二：本方案使用大量的数字器件，被测量信号放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号，其频率于被测信号的频率相同。
同时时基电路提供标准时间基准信号，其高电平持续时间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FX=NHZ。
逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲，是显示器上的数字稳定；二是产生清零脉冲，使计数器每次测量从零开始计数。
1.3方案选择比较以上两种方案可以知道，方案一得核心是单片机，使用的元器件少，原理电路简单，调试简单只要改变程序的设定值则可以实现不同频率范围的测试能自动选择测试的量程。
与方案一相比较方案二则使用了大量的数字元器件，原理电路复杂，硬件调试麻烦。
如要测量高频的信号还需要加上分频电路，价格相对高了点。
基于上述，所以选择了方案一。
第二章系统硬件设计2.1 一般数字式频率计的原理数字式频率计是测量频率最常用的仪器之一，其基本设计原理是首先把待测信号通过放大整形，变成一个脉冲信号，然后通过控制电路控制计数器计数，最后送到译码显示电路里进行显示，其基本构成框图如图3.1 所示待测信号2.1 频率计原理框图2.2频率计方案的概述本频率计的设计以AT89S51单片机为核心，利用它内部的定时/计数器完成待测信号周期/频率的测量，单片机AT89S51内部具有2个16位定时/计数器，定时/计数器的工作可以由编程来实现定时，计数和产生计数溢出时中断要求的功能。
频率计设计方法
来自4520的Q1端的闸门信号是正逻辑信号，闸门开启期间
为高电平，这时4017的Q1端为“0”，计数器可以正常计数。 闸门信号结束后级数停止，4017开始工作，来自4060的 Q13端的脉冲重复频率比闸门信号低8倍，第二个脉冲上升 沿使4017的Q1变高，将计数器中的数据锁存在锁存器中。 第三个脉冲上升沿使4017的Q2变回低电平，Q1变成高电平， 锁存器中的数据不变，但计数器被清零。第三个脉冲上升沿 使Q0和Q1均变低，锁存器中的数据仍然不变，计数器保持 “0”状态，但由于这时的闸门信号仍然是低电平，所以计数 器并不计数。 到第八个脉冲结束时，4017只循环到Q7为高电平，还没有 轮到Q0第二次变高，第二个闸门脉冲就开始了，计数器重 新开始计数。 在计数器计数期间，由于锁存信号始终为低电平，锁存器中 的数据仍然是前一次锁存的结果，一直保持到计数结束，锁 存脉冲到来，锁存器中的数据才被更新。
a
3 8
LA 5 0 1 1
a b
(8)完整的动态显示电路由同学思考自行设计
三 连接和调试步骤 1 连接和调试显示电路 首先连接数码管、限流电阻和74LS247译码驱动器。输入端
A、B、C、D可以暂不接线。注意所有数字集成电路缺口向 左时下面最右边的引脚都应接地，上面最左边的引脚都应接 VCC。接好电路后，将74LS247的3脚（）改为接地，通电 后对应的数码管颖显示“8”。调试正确后将3脚（）接线复 原。 2 连接和调试计数电路 第二步将输入级74LS14、锁存器74LS373、BCD码计数分 频器4518的电路连接好。然后将74LS373的锁存脉冲输入端 （LE，11脚）全部接到+5V，并将4518计数器的清零脉冲 输入端（R，7脚）全部接地。接通电源后从信号输入端接进 频率信号（三角波、方波、正弦波均可，电压幅度不要超过 30VP-P），这时整个电路应能不间断的计数。
简易频率计设计(数电课设)
简易频率计设计1、设计目的综合运用数字电子技术相关知识设计具有指定用途的数字电路，学会由分立器件与集成电路组成电子电路的方法。
2、设计任务设计一简易频率计，要求如下：（1）频率测量范围：0—99Hz（2）输入电压幅度：300mv～5v（3）输入信号波形：方波、正弦波、三角波等周期信号（4）显示位数：2位3、设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；（3）对设计的电路进行仿真，验证各性能指标；（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告，并完成答辩。
4、参考资料（l）李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，2005（2）高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004（3）谢云等编著. 现代电子技术实践课程指导. 北京：机械工业出版社，2003目录一、设计方案的选择（原理） (3)二、电路设计计算与分析 (4)1.单元模块的设计 (4)（1）整形电路 (4)（2）时基电路 (6)（3）计数电路 (8)（4）锁存电路 (9)（5）译码显示电路 (9)2.电路中集成器件 (10)（1）555定时器 (11)（2）74HC160 (12)（3）74HC373 (13)（4）74LS48 (13)3.电路参数分析 (15)三、总结及心得 (16)四、附录： (17)五、参考文献 (19)一、设计方案的选择（原理）运用555定时器构成的多谐振荡器电路，使其产生时钟脉冲，即为有一定频率或周期的方波信号，再使用一个555定时器构成的施密特电路对待测波形进行调整，无论待测信号为方波、三角波还是正弦波都可以调成同一周期的方波信号，然后用一个与门将两个555产生的不同方波连接起来再与两个计数器连接，目的是为了当计数器在多谐震荡器输出一秒的高电平的情况下使计数器正确计数一秒内待测信号的高电平出现数目。
数电课程设计频率计--鉴定优秀
前言频率计的作用是对被测信号的频率进行测量，并以十进制数显示出来，测量范围越广误差越小越好。
频率计不但可以测频率，而且可以测周期并以十进制数显示，该设计的频率计就有此功能。
频率计的设计主要由四部分组成，即电源部分，被测信号源，频率测量和显示部分，周期测量和显示部分。
电源部分：由于数字频率计是由不同数字芯片和元件组成，数字芯片工作在0,1电平上，所以要对220Z,50HZ的交流电经过滤波，整形和稳压，使之变成电路工作所需的电压；被测信号源：由于此设计中被测信号源需自制，信号源可产生正弦波，方波和三角波，正弦波用电容三点式振荡电路产生，方波和三角波可由模电书上的方法生成，即电压比较器，电阻，电容按一定连接生成；频率测量和显示部分：数字频率计主要用来测频率，频率测量部分由555多谐振荡器，十分频器，数据选择器，二分频器，逻辑控制部分，放大整形电路，门控，计数器，锁存器，译码器，显示器，自动换挡部分，设计时需对各部分分别设计；周期测量部分：用来对被测信号周期进行测量，并按一定的误差要求用十进制显示，由二分频器，门控，数据选择器，555多谐振荡器，十分频器，逻辑控制部分，放大整形电路，门控，计数器，锁存器，译码器，显示器，自动换挡部分，电路的大部分可和频率测量部分共用，区别的是周期测量把被测信号作为门控信号，555多谐振荡器产生的信号作为被计数信号。
了解了频率计的各部分后，就要选择合适的芯片和元件，把各个部分的功能分别实现。
该设计的频率计具有频率测量和显示，周期测量和显示，自动换挡，测量频率范围为1HZ～1MHZ,周期范围为1us～1s，误差为0.1％的特点。
1.总体方案设计1.1 设计任务和要求设计一个能测量1Hz—1MHz，具有自动换挡功能的频率测量仪。
要求可以进行周期测量和显示并画出完整的电路图，说明电路的工作原理。
要求频率测量仪的周期范围为1us～1s，误差为0.1％。
1.2整体方案：同引言中的叙述，频率计由电源部分，被测信号源，频率测量和显示部分，周期测量和显示部分，下面对之分别设计，电源部分由220V，50HZ交流源，二极管滤波，电容整形，负反馈稳压部分组成；信号源由电容三点式振荡电路，电压比较器，电阻，电容组成的方波三角波产生电路；频率测量和显示部分，十分频器选择4518芯片，数据选择器选择74251芯片，二分频器选择4017芯片，逻辑控制部分选择74221芯片，放大整形电路选择三极管和555施密特触发器，门控用一个二输入和非门，计数器选择74LS90芯片，锁存器选择74LS273芯片，译码器选择74LS48芯片，显示器选择LTS547数码管，自动换挡部分主要有二进制加计数器74LV161和数据选择器选择74251；周期测量和显示部分的芯片型号和频率测量部分的选择相同。
有关频率计设计的参考资料
频率计的设计一、内容介绍：二、数字频率计是用来测量信号频率的装置。
它可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试的过程中，经常要用到频率计。
三、由于其用十进制数显示，测量速度快、精度高、显示直观，因此频率计得到广泛的应用。
四、设计内容及技术指标五、设计内容：六、设计用四只数码管显示结果的数字频率计。
七、技术指标：八、测量信号：正弦波、方波、三角波九、被测量信号频率范围：1HZ—9999HZ十、显示方式：4位十进制数显示十一、时基电路由555定时器组成多谐振荡器产生的时基信号，其脉冲宽度分别为：正脉冲 1S，负脉冲0.25S十二、电路原理及框图数字频率计测频率的基本原理：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为N，则其频率可表示为：f=N/T (1) 图1（a）是数字频率计的组成框图。
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l秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到l秒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；二是产生清“0”脉冲V，使计数器每次测量从零开始计数。
各信号之间的时序关系如图1（b ）所示。
十三、 所谓频率，就是周期性信号的在单位时间（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：T N f = （2.2.1）上图是数字频率计的结构框图。
被测信号X V 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 ，其高电平持续的时间s t 11=,当s 1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s 1信号结束时闸门关闭，停止计数。
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正弦波频率测量方案
1、总体方案方框图
2.频率测量流程
时基波形发生器产生高电平为1S的方波，波形整形电路将正弦波变成方波，通过闸门电路计数器计算1S中内方波的周期数。
当计数结束时，结果被存在锁存器中，这样在数码管上就可以显示出稳定的结果。
3.各模块设计
（1）放大电路：用运算放大器组成，放大倍数1—1001
（2）时基波形放生器：用555定时器构成多谐振荡发生器，产生高电平为1S的方波。
（3）波形整形电路：用两个非门构成施密特触发器将正弦波变成方波。
（4）闸门电路：用一个与门电路就可以
（5）逻辑控制电路：用555定时器构成单稳态触发器，当时基信号产生下降沿时，单稳态
触发器产生一个高电平脉冲，将结果存到锁存器中。
单稳态触发器输出信号经过两个非门形成计数器的清零信号。
4.已设计电路及其仿真波形
已设计电路
正弦波放大整形电路仿真图。