数字频率计课程设计
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。
eda课程设计数字频率计
eda课程设计 数字频率计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握数字频率计的基本原理，包括频率的概念、测量方法及其在电子工程中的应用。
2. 学生能够运用所学知识，分析并识别EDA（电子设计自动化）软件中与数字频率计相关的元件和模块。
3. 学生能够运用电子元件搭建简单的数字频率计电路，并描述其工作过程。
技能目标：1. 学生能够运用EDA软件进行数字频率计电路的设计、仿真和调试，具备实际操作能力。
2. 学生能够通过小组合作，解决在数字频率计设计过程中遇到的技术问题，提高团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到数字频率计在电子工程领域的重要性和实际应用价值，激发对电子工程的兴趣和热情。
2. 学生在课程学习中，培养严谨的科学态度，注重实验数据的真实性和准确性。
3. 学生通过小组合作，学会尊重他人意见，培养良好的沟通能力和团队精神。
本课程针对高中年级学生，结合电子工程学科特点，强调理论与实践相结合，注重培养学生的动手操作能力和实际应用能力。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生和教师在课程结束后，能够清晰地了解学生在知识、技能和情感态度价值观方面的预期成果。
同时，将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密围绕数字频率计的设计与实现，确保内容的科学性和系统性。
具体教学内容如下：1. 理论知识学习：- 频率概念及其测量方法- 数字频率计的原理与分类- EDA软件的基本操作与使用方法2. 实践操作环节：- 数字频率计电路设计原理- EDA软件中数字频率计电路搭建与仿真- 实际电路搭建与调试3. 教学大纲安排：- 第一课时：介绍频率概念、测量方法及数字频率计的原理与分类，让学生了解课程背景和目标。
- 第二课时：讲解EDA软件的基本操作与使用方法，引导学生学习并掌握软件应用。
- 第三课时：分析数字频率计电路设计原理，指导学生进行电路设计和仿真。
数字频率计课程设计
数字频率计课程设计引言数字频率计是一种用来测量波形信号频率的仪器。
在本次课程设计中，我们将设计并实现一个基于微控制器的数字频率计。
在设计过程中，我们将使用Arduino开发板以及相应的传感器和电路组件。
本文档将介绍该课程设计的目标、设计思路、实现步骤以及预期的结果。
目标本次课程设计的目标是通过设计一个数字频率计来实现以下功能： 1. 测量输入的波形信号的频率。
2. 将测量结果以数字形式在液晶显示屏上显示。
设计思路1.硬件设计：•使用Arduino开发板作为主控制器。
•使用一个脉冲传感器作为输入信号源。
•使用一个液晶显示屏来显示测量结果。
2.软件设计：•使用Arduino编程语言编写程序。
•通过读取脉冲传感器的信号来计算输入信号的频率。
•将计算得到的频率值通过串口传输给液晶显示屏。
实现步骤1.硬件连接：•将脉冲传感器的输出引脚连接到Arduino开发板的数字输入引脚。
•将液晶显示屏的控制引脚连接到Arduino开发板的对应输出引脚。
2.软件编程： ```c // 引入LiquidCrystal库 #include<LiquidCrystal.h>// 定义液晶显示屏的引脚 LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);// 定义脉冲传感器的引脚 int pulsePin = 7;// 定义变量存储频率值 float frequency = 0;void setup() { // 初始化液晶显示屏 lcd.begin(16, 2);// 设置脉冲传感器引脚为输入状态 pinMode(pulsePin, INPUT);// 设置波特率为9600 Serial.begin(9600); }void loop() { // 定义变量存储脉冲计数值 int pulseCount = 0;// 计算脉冲计数值 while (pulseCount < 1000) { if (digitalRead(pulsePin) == HIGH) { pulseCount++; delayMicroseconds(100); } }// 计算频率值 frequency = pulseCount / 1000.0;// 在串口上发送频率值 Serial.println(frequency);// 清除液晶屏内容 lcd.clear();// 在液晶屏上显示频率值 lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(。
数字频率计课程设计
数字频率计课程设计
一、课程背景
数字频率计，又称计数频率，是一种统计运算工具，能根据数据中某一个特定值的出现频率来进行统计分析。
它能够快速分析出现在数据集中的相同值的出现次数，以及每种值的贡献出现的百分比。
数字频率计应用广泛，如在统计数据分析、市场营销中用于调研数据等，但由于它需要相当复杂的数学计算，它是一种极具挑战性的课题。
二、课程内容
1. 数字频率计的统计理论：介绍数字频率计学领域的基本概念、计算公式及可能出现的误差，以及假设检验等内容；
2. 数字频率计的应用举例：讨论典型场景下的应用实例，如抽市场调研抽样的计算方法以及相关的统计推导等；
3. 数字频率计的实战操作：掌握如何使用计算机处理数据，并实现数字频率计的计算；
4. 数字频率计的数学证明：引用数学原理及推导数学证明，以便深入理解数字频率计的原理。
三、教学与考核
1. 教学模式：以讲授、展示、实验、课堂练习等多种形式进行授课，以及通过学习资料、习题、在线课程等形式进行辅助教学；
2. 考试形式：结合课堂教学及辅助教学材料，在授课结束后举行考试，综合考查学生掌握的理论知识点和实际应用能力；
3. 教学评价：参与课堂的讨论及作业的提交，是对学生学习情况的重要指标。
良好考试成绩及活跃参与讨论的同学将获得较高分数。
简易数字频率计课程设计报告 .
目录第一章概述1.1 数字频率计功能及特点1.2 数字频率计应用意义第二章设计方案2.1 设计指标与要求2.2 设计原理2.3方案论证第三章数字频率计分析及参数设计3.1 电路基本原理3.2 时基电路设计3.3闸门电路设计3.4控制电路设计3.5 小数点显示电路设计3.6 整体电路图第四章设计总结4.1 整体电路图4.2 元器件列表4.3 设计心得与体会4.4 附录4.5 参考文献第一章、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、尖脉冲信号和其他具有周期特性的信号的频率，而且还可以测量它们的周期。
经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；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，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。
因此数字频率计在测量其他物理量如转速、振动频率等方面获得广泛应用。
1.1 整体功能及特点1，频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲及其它各种周期信号。
2，测量信号复制范围0.5-5v3，显示方式：四维十进制LED显示4，测量范围：1HZ-10HZ5,测量误差：≤±0.1%6，自动检测切换量程1.2 数字频率计应用意义数字频率计是一种应用很广泛的仪器电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。
数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。
集成电路的类型很多，从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2大类。
数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统，以及其它电子设备中。
一般说来，数字系统中运行的电信号，其大小往往并不改变，但在实践分布上却有着严格的要求，这是数字电路的一个特点。
数字集成电路作为电子技术最重要的基础产品之一，已广泛地深入到各个领域。
第二章设计方案2.1 设计指标与要求2.1.1 设计指标1，频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲及其它各种周期信号。
数字频率计课程设计
数字频率计课程设计数字频率计是一种非常重要的测量工具，广泛应用于电子工业、通讯工业以及制造业等领域。
数字频率计通过测量电路中的信号频率来实现不同参数的测试与监测，其准确性和稳定性对于工程领域的研究和发展十分关键。
本文将重点介绍数字频率计的课程设计，探讨如何设计电路，实现数据传输和实时监测等应用。
一、课程设计目标数字频率计课程设计的主要目标是在生产及实际应用环境中，通过培训学生，掌握实验室常用的数字频率计技术，了解数字频率计的原理和基本结构，并利用前沿的技术手段设计和实现数字频率计电路，提高学生的创造力和应用技能。
二、设计思路数字频率计的主要核心部件是计数器和稳幅环，这些部件通过统计信号波形中某个时间内的脉冲数量，来计算出信号的周期和频率。
计数器是用来记录信号脉冲的个数，而稳幅环则可以把信号的幅度调节到一个合适的范围内。
基于此思路，我们可以设计如下的数字频率计电路：1.信号调制电路。
我们需要一个可以随时控制信号频率的调制电路。
这个电路可以选择使用集成电路，比如CD4016、CD4066等双四通开关，来实现频率的调节和切换。
2.信号放大电路。
信号放大电路是用来扩大信号幅度，提高电路的灵敏度以及准确度。
我们可以选择使用开关型放大器（SW amplifier）或运算放大器（OP amplifier）来实现信号的放大。
3.计数器。
计数器可以实现对输入信号的频率统计和计数。
我们可以使用CD4040或CD4060等集成电路，通过它们提供的分频功能，快速实现计数的操作。
4.显示器和控制器。
这个承担数字频率计的显示和调控功能。
可以选择使用LED或OLED等显示器，在页面上实时显示所测出的数据，方便使用者观察。
三、具体实现在实际电路的设计中，我们可以选择使用各种器件，例如数字信号调制芯片、差分放大器、计数电路和显示器等。
我们可以通过直接组装和布线的方式，将它们连接在一起，并使用面包板或印刷电路板等载体进行固定。
在实验中，我们可以利用函数信号发生器作为数字频率计的输入源，通过不断调整方式，提高完成器件间的传输，并逐渐实现对信号的稳定控制。
数字频率计课程设计
一、课题的任务和要求二、总体方案设计1.设计思路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。
（2）方案二纯硬件的实现方法，系统采用由时基电路、放大整形电路、逻辑控制电路和数码显示器四部分组成。
时基电路的作用是产生一个标准时间信号（高电平持续时间为1s），经过三极管与555构成的施密特整形电路放大整形，由74LS90十进制计数器和74LS273锁存器将所测的频率传给数码管，显示出来。
（3）方案比较方案一和方案二均可实现课题要求，且方案二可根据闸门时间选择量程范围。
而且方案二最大的特点就是全硬件电路实现，电路稳定性好、精度高、没有繁琐的软件调试过程，大大的缩短了测量周期。
根据实际实验现有的器件及我们所掌握的知识层面，我们选择采用方案二。
3.Xx电路原理框图数字频率计的原理框图计数器锁存器译码器多谐振荡器10进制分频器显示器放大整正弦波矩形波自检控制电路闸门1s0.001s图1-1 数字频率计原理框图4Xx电路原理图（1）总电路图图3-6-1 整体电路图三、单元电路设计1.xx电路工作原理1.放大整形电路（1）电路分析：对信号的放大功能由三极管构成放大电路来实现，对信号整形的功能由施密特触发器来实现。
施密特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。
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。
电子线路课程设计之数字频率计设计
PPT 1电子线路课程设计（一）——数字频率计设计PPT 2一、课程设计的目的通过“数字频率计”设计，学习小型电子系统的设计方法。
初步掌握整机方案拟定、单元电路设计、整机电路安装、调试、性能指标测试等基本方法。
PPT 3二、设计任务设计并实现一个具有四位十进制数字显示功能的频率计。
基本要求：1、频率测量范围：1Hz ～99.99kHz2、频率测量准确度：Δfx/fx ≤∣±10-2∣3、被测信号类型及幅度：正弦波、三角波、方波，Uspp ≥0.5V 。
4、闸门时间及显示要求：1）闸门时间为10S 时，显示001.0～999.9Hz 2）闸门时间为1S 时，显示0001～9999Hz 3）闸门时间为0.1S 时，显示10.00～99.99KHzPPT 4三、设计原理1、测量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。
数字频率计测频原理框图及工作波形图①②③④⑤PPT 52、数字频率计的基本组成及工作过程如图是本次所设计数字频率计的基本组成框图，它由时 基电路、脉冲形成电路、闸门电路、计数器、锁存器、 逻辑控制电路和译码显示器组成。
PPT 6工作过程：被测信号fx 经脉冲形成电路整形，变成边沿陡峭的脉冲信号，如图中①所示，其周期Tx 与被测信号的周期相同。
时基电路产生标准时间信号②，设其高电平持续时间T1=1S ，在T1时间内将闸门电路打开，使脉冲信号①通过，至计数器计数，计数器在T1=1S 时间内计得的脉冲信号①的周期数③就是被测信号的频率。
逻辑控制电路的作用有两个：一个是在计数结束时产生锁存信号④，将计数值N 存入锁存器，使显示器上的数字稳定显示。
另一个作用是锁存完成后产生清零脉冲⑤，使计数器每次从零开始计数。
这些信号之间的时序关系如图所示。
这里锁存和清零均在时间T4内完成，故测量时间T ∑= T1+T4 。
……………①②③④⑤T1T4NN锁存T2T3清零PPT 7 3、频率测量的主要技术指标（1）频率准确度数字频率计测量频率fx时的测量误差称为频率准确度，常用相对误差Δfx/fx来表示。
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。
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。
数字频率计课程设计
数字频率计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字频率计的基本原理，掌握其工作流程和计算方法。
2. 学生能掌握频率、周期、频率分辨率等基本概念，并运用这些概念分析实际问题。
3. 学生能通过实际操作，学会使用数字频率计进行频率测量，并准确读取数据。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字频率计电路，提高动手实践能力。
2. 学生能够运用频率测量方法，解决实际生活中的问题，培养解决问题的能力。
3. 学生能够通过小组合作，进行数字频率计的搭建和调试，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习数字频率计，培养对电子技术的兴趣，激发创新精神。
2. 学生在学习过程中，养成积极思考、主动探究的良好学习习惯。
3. 学生能够认识到数字频率计在实际应用中的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：六年级学生具有一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践，但需加强对理论知识的学习。
教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，关注学生的个体差异，提高学生的实践能力和综合素质。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 频率、周期、频率分辨率等基本概念及其相互关系；- 数字频率计的原理、工作流程和计算方法；- 数字频率计的电路组成和功能。
2. 实践操作：- 数字频率计的搭建与调试；- 频率测量方法及其在实际生活中的应用；- 小组合作进行数字频率计电路设计与优化。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：回顾频率、周期等基本概念，介绍数字频率计原理及计算方法；- 第二课时：分析数字频率计的电路组成和功能，进行电路搭建与调试；- 第三课时：学习频率测量方法，开展实践操作，解决实际问题；- 第四课时：小组合作，设计并优化数字频率计电路，展示与交流。
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。
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《电子线路课程设计报告》系别：机电与自动化学院专业班级：电气自动化技术0901学生姓名：鲁学指导教师：梁宗善（课程设计时间：2011年1月10日——2011年1月21日）华中科技大学武昌分校目录1．课程设计目的 (3)2．课程设计题目描述和要求 (3)3．课程设计报告内容 (3)3.1整体频率计设计 (3)3.2单元频率计设计 (5)3.3 数字频率计整体电路 (9)4.测试与调整 (9)5心得体会与总结 (10)参考文献 (11)数字频率计1．课程设计目的·掌握数字频率计的设计、组装与调试方法。
·熟悉ICM7216,ICM74121集成电路的使用方法。
·用ICM7216组成数字频率计。
·针对电子线路课程设计要求，对学生进行实用性电子线路设计、安装、调式等环节的综合性训练，培养学生运用课程所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。
2．课程设计题目描述和要求设计一个简易数字频率计，要求用数码管显示测量的信号频率。
·测量频率范围0~9999Hz、0~999999Hz·测量信号：方波峰值3~5V（与TTL兼容）。
3．课程设计报告内容3.1.整体频率计设计3.1.1算法设计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内测得这个周期信号的重复变化次数N，则频率可表示为：f=N/T测量频率是按照频率的定义进行的，若T=1s，计数器显示的数字是f=N，若T=0.1，通过闸门的脉冲个数仍为N，则f=10N，由此可以测出频率。
3.1.2整体方图及原理数字频率计的原理框图如上图所示，他由六个基本单元电路组成：衰减放大整形系统、时基电路、逻辑控制电路、闸门电路、计数锁存电路、译码显示电路。
由555定时器构成的多谐振荡器在接通电源后，由于电容的充放电，使输出的波形为矩形脉冲，在经过多级分频系统及门控电路得到具有固定宽度T的方波脉冲作门控信号，时间基准T成为砸门时间。
宽度为T的方波脉冲控制闸门（与非门）的一个输入端B。
当A端接入一个信号源时，经过衰减器的衰减、放大器的放大作用和555定时器构成的整形系统的整形产生一个周期为Tx的序列窄脉冲，当门控信号到来后，闸门开启，周期为Tx的脉冲信号和周期为T的门控信号相与非通过闸门，当两个信号全都为高电平时相与的结果保持A的信号不变，当闸门信号为低电平时，相与结果为低电平，即在示波器上不显示波形。
在闸门的输出端产生的脉冲信号送到计数器，计数器开始计数，直到门控信号结束为止，闸门关闭。
单稳态触发器1的暂态送入锁存器的使能端，使锁存器将结果锁存，这样送到显示器的读书就为稳定值，计数器也停止计数并被单稳态触发器2的暂态清零，以便下次测量数据的准确性。
由频率的算法可知闸门的时间决定量程，可以通过闸门时基选择开关选择，T大些，测量准度就高些。
根据被测频率选择闸门时间，显示器的小数点对应闸门显示数据量程。
实验时若未加小数点显示闸门时间T为1s，被测信号频率通过计数锁存可直接从计数显示器上读出。
调试时观测被测信号、闸门信号、清零信号、锁存信号各点波形可得一组完整的数字频率计的波形，各部分的波形如图示。
3.2单元电路设计3.2.1衰减放大整形系统衰减放大整形系统包括衰减器、跟谁器、放大器和施密特触发器，他将正弦波输入信号V1整形成同频率方波V0。
衰减器由分压器构成，测试信号首先通过衰减开关选择衰减倍率，幅值过大的被测信号经分压器分压，送入后级放大系统以免波形失真。
由运算放大器构成的设计跟随器起阻抗变换的作用，使输入阻抗变大，由运算放大器构成的同相放大器的的放大倍数为（R f=R1）/R1，改变R1的大小可以改变放大倍数。
系统的整形电路由施密特触发器组成，整形后的方波送到后的方波到闸门以便计数。
放大电路由3DG100和电阻电容组成，目的是将一定频率的周期信号进行放大。
整形电路由555定时器构成施密特触发器，对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲信号。
3.2.2时基电路时基电路的作用是产生一个标准的时间信号（高电平持续时间为1s ）。
本实验中的标准实际信号根据所提供器件，由555定时器构成的多谐振荡器和3片74LS90构成分频器产生。
其完整电路如下：当555定时器接通电源后，电压经变位器和两个电阻对电容经行充电，当电压上升到一定电压（该电压由变位器的阻值大小决定，当变位器的阻值为0时，该值为5/3 V ）时，Uo=0，VT 导通，电容通过R2和VT放电，在放电的过程10Hz 1Hz中，电容两端电压下降，当电压下降到一定时，VT管又截止，输出电压又由0变为1，即从低电频跳变为高电频，也就形成了下降沿，如此的，电容周而复始的充放电即形成了连续的矩形脉冲，然后通过三个分频器，使频率计的功能更齐全，能够调整测量频率的范围，使测试范围可以更广。
3.2.3逻辑控制电路根据上面所示的波形，在时机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。
脉冲信号可由两个单稳态触发器74LS221产生，他们的脉冲宽度有电路的时间常数决定。
74LS221是一个单稳态触发器，每一个触发器的功能如下图所示：由74LS221组成的逻辑控制电路由如下图所示，当1=1B=1时，触发脉冲从1A端输入，在触发端的负跳变作用下，输出端1Q可获得一正脉冲，采用相同的连接在2A端可获得负脉冲。
由芯片74LS221的功能可利用他的可重触发性加宽门控信号，假设未加重触发脉冲时输出端的脉冲宽度为Tw1，加重触发脉冲后的脉冲变为Tw2，则： Tw2=T+Tw1Tw1=0.45RextCext从而可以控制外界电容和电阻的大小来控制电路的时间常数，逻辑控制电路可以利用它产生的上升沿脉冲来控制锁存器的锁存，还可以利用他的下降沿脉冲来控制计数器的清零（也可用手动来清零），如此，逻辑控制电路便实现了控制的功能，控制电路图如下所示：3.2.4闸门电路闸门电路由与非门组成，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是，闸门开启，而门控信号为低电平时，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，计数显示系统再把闸门的输出结果显示出来，就可以得到被测信号的频率。
3.2.5计数锁存器计数锁存电路由计数器和锁存器组成。
计数器由4片74LS90按十进制计数组成，四个芯片级联而组成10000进制的计数器，计数器是将计数器个位的Q4与十位的CPA相连，十位的与百位的相连，百位的与千位的相连，千位的与万位的相连，如此组成进位，然后将在计数清零时将计数结果送入锁存器，从而可以读出稳定的读数。
锁存器的作用是将计数器在1s结束时所得的数进行锁存，使显示器上能稳定的显示此时计数器的值，1s结束时，逻辑控制电路发出锁存信号，将此时计数器的值送到译码显示器电路图如下：。
3.2.6译码显示电路七段发光二极管数码显示器分为BS201/202(共阴极)和BS211和212（共阳极）两种，本实验采用共阴极的译码器，所谓共阴极就是把发光二极管的阴极都连到一起接地，与其搭配的译码器输出高电平为有效其中，BS201每段的最大驱动电流约为10mA，BS202的最大驱动电流约为15mA，该显示器的外形如下从锁存器出来的信号是计数器计数器计数后被锁存在锁存器中的信号，是二进制的数，在显示器上不能直接显示，，需要译码器将二进制的数译码成为十进制的数，然后才能在显示器上读出频率。
3.3数字频率计整体电路：有前面3.2可知由衰减放大整形系统、时基电路、逻辑控制电路，闸门电路，计数锁存电路，译码显示电路单元电路按前面的整体方图按一定的顺序组合起来即可组成数字频率计整体电路。
4.测试与调整首先调试555构成的多谢振荡器的产生信号，把该芯片接通电后，测试3号引脚的波形，在刚开始的时候示波器上总是不显示波形，通过测量芯片各个引脚间的电压，最终判断结果是芯片出现问题，于是换了一个555，再次测量出现正确的方波，接着调试输入信号端的，在输入端通一正弦波（电压输入）然后测试555的3号引脚，在第二天测试时得到的总是蛮窄的方波，就一直在那调试，想调试成为和书上一样的波形，但到最后也调不出来，晚上在寝室查质料时发现其实书上的就是小的方波，太小了之后就是变成了书上的那样，接着测量两个通过与非门之后的信号，与书上的基本一致，接着测试了锁存器之前和之后的信号，但锁存器之后有的有信号有的没有信号，以为是线路的问题，就把锁存器周围的电路又检查了一遍发现没什么问题，就有点怀疑是哪个芯片有点问题，就找做这个实验的其他同学接了个锁存器，当接上后，波形就全都出来了，但是在检测的中间显示器有的亮，有的不亮，显示的数据也不是蛮正规的数字，就开始检查电路，但始终检查不出来问题，电路检查了一遍又一遍，还是找不出来问题，最后旁边的同学说，这些面包板有些位置接触不良，然后就不停的按面包板上的线和芯片，虽然说有时候也亮，但也不知道什么时候就灭了，这就没办法了，只能这样了，到这里，基本上都检测完了，就在输入端接一个正弦波信号，改变输入的频率，观察显示器的读数，发现有点小的误差，，就调节衰减整形系统的变位器，是读数基本一致，便调试成功，能成功的测量0到9999HZ的频率，最后改变分频器分频的大小，观察读数变化，能够符合算法设计里的公式即可。
5.心得体会与总结在这次课程设计中，使我体会到了学有所用，真正把课堂上数电的知识用到了其中，让我对数电有了跟进一步的了解，刚开课的时候都不知道模拟电子技术和数字电子技术是干嘛的，虽然说课本上的一些理论都知道，却也不知道有什么实用，这次的课程设计做了频率计后，了解到了现在所学的东西不要自己以为现在没用就不去学，其实一些知识是有很大的用处的，只是我们现在不知道而已，也许现在所学的就是自己感兴趣的，看到自己亲手做出来的频率计后有种莫名的成就感，从一定程度上提高了以后学习的积极性，也使我体会到了设计电路的趣味性，争强了我对这个专业的喜欢，还有连接电路与调试电路过程中的苦与甜，连接电路的过程是一个考验人耐心的过程不能有丝毫的马虎和急躁，得静下心来一根一根的去连接，不然错一根会给后面的调试造成很大的影响，只有踏踏实实的一步一步的走，才能提高效率，最终才能成功，这次课程设计还要求我们对课外的知识也要注意积累，在这次课程设计中有几个芯片是我们在课上没学过的，要求我们到图书馆、网上去找到该芯片的使用方法，对该芯片的功能有一个深刻的理解，这样在连电路的时候就能得心应手，才能真正掌握电路的原理。