简易频率计的设计
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。
简易频率计设计课程设计
简易频率计设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习简易频率计的设计与实现，让学生掌握基础的电子电路知识，频率测量原理以及相关的实验技能。
在知识目标上，要求学生能够理解并描述频率计的工作原理，掌握基本的电路设计方法。
在技能目标上，要求学生能够独立完成简易频率计的搭建，并进行相关实验。
在情感态度价值观目标上，通过课程的学习，使学生培养对科学研究的兴趣，增强解决实际问题的能力，并培养团队协作的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：首先，介绍频率计的基本原理，包括频率测量原理，频率计的组成结构等；其次，讲解频率计的设计方法，包括电路设计，元件选型，系统调试等；然后，通过实验操作，使学生能够熟练使用简易频率计，掌握相关的实验技能；最后，进行课程设计，使学生能够将所学的知识运用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先，将采用讲授法，为学生讲解频率计的基本原理和设计方法；其次，将采用实验法，让学生通过实际操作，掌握频率计的使用方法和实验技能；同时，将采用讨论法，引导学生进行思考，提出问题，并寻找解决问题的方法；最后，将采用案例分析法，让学生通过分析实际案例，将所学的知识运用到实际问题中。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将准备多种教学资源。
首先，将使用教材《简易频率计设计与实现》作为主要的教学资源；其次，将提供相关的参考书籍，供学生进行深入的学习；同时，将利用多媒体资料，如教学视频，实验操作演示等，丰富学生的学习体验；最后，将准备实验设备，如简易频率计，电子元件等，供学生进行实验操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答和团队协作等情况，占总分的30%。
作业主要评估学生的理解和应用能力，占总分的30%。
考试主要评估学生对课程知识的掌握和运用能力，占总分的40%。
简易频率计
简易频率计一、设计任务与要求1．设计制作一个简易频率测量电路，实现数码显示。
2．测量范围：10Hz~99.99KHz3．测量精度：10Hz。
4. 输入信号幅值：20mV~5V。
5. 显示方式：4位LED数码。
二、方案设计与论证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~99.99KHz，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4位LED数码管进行显示。
经过上述分析，频率计电路设计的各个模块如下图：方案一：根据上述分析，频率计定时时间1s可以通过555定时器和电容、电阻构成的多谐振荡器产生1000Hz的脉冲，再进行分频成1Hz即周期为1s的脉冲，再通过T触发器把脉冲正常高电平为1s；放大整形电路通过与非门、非门和二极管组成；闸门电路用一个与门，只有在定时脉冲为高电平时输入信号才能通过与门进入计数电路计数；计数电路可以通过5个十进制的计数器组成，计数器再将计的脉冲个数通过锁存器进行稳定最后通过4个LED数码显像管显示出来。
方案二：频率计定时时间1s可以直接通过555定时器和电容、电阻构成的多谐振荡器产生1Hz的脉冲，再通过T触发器把脉冲正常高电平为1s；放大整形电路可以直接用一个具有放大功能的施密特触发器对输入的信号进行整形放大，其他模块的电路和方案一的相同。
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。
简易频率计的设计已修改
简易频率计的设计中文摘要频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。
频率计主要是由信号输入和放大电路、单片机模块、及显示电路以及通过串口和PC机通信模块组成。
STC89S52单片机是频率计的控制核心，来完成它待测信号的计数，译码，显示以及通过串口和PC机通信。
利用它内部的定时/计数器完成待测信号频率的测量。
在整个设计过程中，所制作的频率计采用外部计数，实现1～60KHz，峰峰值在1～10V 的频率测量。
以STC89S52单片机为核心，通过单片机内部定时/计数器的门控时间，方便对频率计的测量。
其待测频率值使用五位共阴极数码管显示。
本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，具有测量准确度高，响应速度快，体积小等优点。
关键词：频率计；单片机；计数器；RS232前言频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。
由于频率信号抗干扰性强，易于传输，因此可以获得较高的测量精度。
随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。
1.1频率计概述数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。
它的基本功能是测量正弦信号、方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。
传统的频率计采用测频法测量频率，通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成，产品不但体积大，运行速度慢而且测量低频信号不准确。
本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，测量准确度高，响应速度快，体积小等优点[1]。
1.2频率计发展与应用在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件。
单片机作为最为典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。
单片机已成为电子系统的中最普遍的应用。
简易数字频率计设计方案汇总(三款简易数字频率计设计原理图详解)
简易数字频率计设计方案汇总（三款简易数字频率计
设计原理图详解）
简易数字频率计设计方案（一）
本次设计的数字频率计以AT89C52为核心，在软件编程中采用的是C51语言，测量采用了多周期同步测量法，它避免了直接测量法对精度的不足，同时消除了直接与间接相结合方法，需对被测信号的频率与中介频率的关系进行判断带来的不便，能实现较高的等精度频率和周期的测量。
硬件电路设计方案
多周期同步测量法的基本思路是使被测信号与闸门之间实现同步化，从而从根本上消除了在闸门时间内对被测信号进行计数时的±1量化误差，使测量精度大大提高。
倒数计数器就是基于该方法而设计出来的一种具有创新思想的测频、测周期的仪器。
它采用多周期同步测量法，即测量输入多个（整数个）周期值，再进行倒数运算而求得频率。
其优点是：可在整个测频范围内获得同样高的测试精度和分辨率。
1、系统级方案设计。
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。
51简易频率计课程设计
51简易频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握简易频率计的基本原理和功能。
2. 学生能运用所学的电子元件和电路知识，设计并搭建一个简易频率计。
3. 学生能通过实验和数据分析，掌握频率、周期等基本物理概念。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成简易频率计的搭建和调试。
2. 学生能够运用电子测量工具，进行数据采集、处理和分析。
3. 学生能够通过团队协作，解决实际操作过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子科技的兴趣和热情，提高创新意识和动手能力。
2. 学生在实践过程中，体验科学探究的乐趣，增强对科学研究的信心和好奇心。
3. 学生通过团队协作，培养合作精神、沟通能力和共享成果的意识。
本课程针对五年级学生，结合电子技术基础知识，以简易频率计为载体，旨在让学生在动手实践中掌握基本原理和技能。
课程注重培养学生的实际操作能力、团队协作能力和科学素养，为后续深入学习电子技术打下坚实基础。
通过对课程目标的分解和实现，教师可以更好地进行教学设计和评估，确保学生在知识、技能和情感态度价值观方面的全面发展。
二、教学内容1. 简易频率计原理：介绍频率、周期的基本概念，讲解简易频率计的工作原理和电路组成。
相关教材章节：第五章第三节“频率与周期”；第六章第一节“简易频率计的原理与设计”。
2. 电子元件认知：学习常用电子元件（如电阻、电容、二极管、三极管等）的原理和功能。
相关教材章节：第三章“常用电子元件及其特性”。
3. 电路设计与搭建：学习并实践简易频率计电路的设计方法，掌握电路搭建和调试技巧。
相关教材章节：第六章第二节“简易频率计电路设计”；第六章第三节“电路搭建与调试”。
4. 数据采集与处理：运用电子测量工具进行数据采集，学习数据处理和分析方法。
相关教材章节：第四章“数据采集与处理”。
5. 团队协作与成果展示：分组进行项目实践，培养学生团队协作能力，展示并分享项目成果。
相关教材章节：第二章“科学探究方法与实践”。
简易频率计课程设计报告
简易频率计课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解频率的基本概念，掌握频率的定义及计算方法；2. 了解简易频率计的原理，学会使用简易频率计进行频率测量；3. 能够运用频率知识解释日常生活中的相关现象。
技能目标：1. 学会使用简易频率计进行实验操作，提高实验操作能力；2. 能够运用频率计算公式进行数据处理，提高数据分析能力；3. 通过小组合作，提高沟通协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理实验的兴趣，激发学生的探究欲望；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性；3. 增强学生的环保意识，关注频率相关领域的科技发展。
本课程针对初中物理学科，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实验操作能力和数据分析能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，培养学生的团队合作精神。
通过本课程的学习，使学生能够掌握简易频率计的使用，并将其应用于实际生活中，达到学以致用的目的。
同时，注重情感态度价值观的培养，引导学生关注科学进步，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 频率基本概念：引入频率的定义，解释频率与周期的关系，阐述频率在实际应用中的重要性。
2. 简易频率计原理：介绍简易频率计的结构、工作原理及使用方法，结合教材相关章节，进行图文并茂的讲解。
3. 频率测量实验：组织学生进行简易频率计的实验操作，包括搭建实验装置、进行频率测量以及数据处理。
- 教材章节：第三章第三节《频率与振动》- 内容列举：频率的定义、频率与周期的关系、简易频率计的结构与原理、实验操作步骤。
4. 数据处理与分析：指导学生运用频率计算公式进行数据处理，分析实验结果，探讨影响频率测量结果的因素。
5. 课堂讨论与总结：针对实验过程中遇到的问题和现象，组织学生进行讨论，引导学生运用所学知识进行解释，总结实验经验和教训。
教学内容根据课程目标进行科学性和系统性的组织，注重理论与实践相结合。
在教学过程中，依据教材章节进行教学大纲的制定，明确教学内容的安排和进度，确保学生在掌握频率知识的基础上，能够顺利进行简易频率计的实验操作和数据分析。
简易频率测量仪设计
摘要数字频率计是一种能够直接用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。
用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号能够是正弦波、方波或其它周期性转变的信号。
如配以适当的传感器，能够对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率、转速、声音的频率和产品的计件等等.该频率计使咱们能够迅速取得未知信号的频率，其读数方便，原理简单，精准度较高，能读出四位小数，有较高的有效价值.因此，数字频率计是一种应用很普遍的仪器。
关于本次课题“简易频率测量仪”,我选用了双可重单稳态触发器74LS123来操纵电路中的“锁存”和“清零”,计数器74LS90来计数,555芯片来产生时基信号。
运用数字集成芯片给设计减少了很多没必要要的麻烦。
关键词：数字频率计；译码；时基电路；计数ABSTRACTDigital frequency meter can be directly used as a decimal to show the measu red signal frequency measuring device.Figures show that the measured signal with the frequency of the apparatus,the measured signal can be sine wave,square wave or other periodic signal change.Such as with the appropriate sensors,can test a wi de range of physical quantities,such as the frequency of mechanical vibration, spe ed,sound frequency,as well as piece-rate products and so on.The frequency allows us to quickly signal the frequency of the unknown,to facilitate their reading,The principle is simple,high accuracy,four decimal places allowed to deliv ide range.For this issue,"Simple frequency measurement",I re-selected double 74LS123 monostable multivibrator circuit to control the "latch" and "Clear",74LS90 counter to count,555-chip time base signal togenerate.The use of the number of integrate. Key words:Figure frequency meter; decoding; time-base circuit; count目录1绪论 (1)...........................................................................1 1.2 课题的意义 (1)1.3 频率计设计的指导思想 (2)1.4 本课题要解决的要紧问题 (2)2 频率计的设计原理 (3)2.1 数字频率计的原理 (3)原理框图 (3)组成图与波形 (4)数字频率计的要紧技术指标 (5)3 数字频率计的电路设计 (6)时刻基准T产生电路 (6)555电路 (6)晶振 (7)计数脉冲形成电路 (7)放大电路 (8)整形电路 (9)逻辑操纵电路 (10)计数器 (14)锁存器 (16)显示部份 (17)LED显示原理 (17)LED显示器 (18)七段LED显示器的工作原理 (19)硬件译码显示口 (20)4 数字频率计的电路总图 (23)总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)1 绪论在现今电子系统超级普遍的应用领域内，处处可见处处置离散信息的数字电路。
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。
proteus简易频率计课程设计
proteus简易频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解频率计的基本工作原理和电路组成；2. 掌握使用Proteus软件设计简易频率计电路的方法；3. 学会使用频率计测量不同频率的信号。
技能目标：1. 能够运用所学知识，使用Proteus软件搭建简易频率计电路；2. 培养动手实践能力，进行电路仿真测试，并分析测试结果；3. 提高问题解决能力，针对实际应用场景，调整电路参数，优化频率计性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术课程的兴趣和热情；2. 培养学生的团队合作精神，学会与他人共同探讨问题；3. 增强学生的环保意识，关注电子垃圾处理和资源利用。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合Proteus软件进行电路设计与仿真，旨在帮助学生掌握频率计的基本原理和设计方法。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对实践操作感兴趣，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调动手实践，引导学生主动探索，培养解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电路设计中。
教学过程中，关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 理论知识：- 频率计基本原理：介绍频率计的作用、分类和工作原理；- 电路元件：回顾与频率计相关的电路元件，如晶体振荡器、计数器、显示器件等；- Proteus软件使用：讲解Proteus软件的基本操作，包括绘制原理图、搭建电路、仿真测试等。
2. 实践操作：- 设计简易频率计电路：根据理论知识，使用Proteus软件设计简易频率计电路；- 电路仿真测试：进行电路仿真，观察并分析电路性能，如频率测量范围、精度等；- 参数优化：调整电路参数，优化频率计性能，提高测量精度。
3. 教学进度安排：- 第一课时：回顾频率计基本原理，介绍相关电路元件；- 第二课时：讲解Proteus软件使用方法，设计简易频率计电路；- 第三课时：进行电路仿真测试，分析测试结果，优化电路参数；- 第四课时：总结课程内容，讨论实际应用场景。
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。
基于单片机的简易频率计设计
基于单片机的简易频率计设计频率是电信号的基本参数之一，频率的测量在科学研究、工程应用、工业控制等领域具有重要价值。
单片机作为一种微型计算机，具有高性能、低功耗、易于编程等优点，因此，基于单片机的简易频率计设计具有实际的应用价值。
系统架构：基于单片机的简易频率计主要由单片机、信号源、频率计和显示模块组成。
其中，单片机是整个系统的核心，控制信号源的启动和停止，读取频率计的数据，并通过显示模块显示测量结果。
信号源：信号源是用来产生需要测量的交流信号。
一般可以使用函数发生器或信号发生器作为信号源。
频率计：频率计是用来测量交流信号的频率。
可以使用专用的频率计芯片，也可以使用单片机内部的计数器功能。
显示模块：显示模块用于显示测量结果。
可以使用LED显示屏、液晶显示屏等。
主程序：主程序主要负责控制整个系统的运行。
主程序需要初始化单片机和各个模块。
然后，主程序需要从频率计读取频率数据，并计算出频率值。
主程序需要将测量结果显示在显示模块上。
中断服务程序：中断服务程序用于处理外部中断事件，例如信号源的启动和停止。
当外部中断触发时，中断服务程序会执行相应的操作，例如启动或停止测量过程。
定时器程序：定时器程序用于控制测量周期和读取频率计数据的时间间隔。
定时器程序需要在主程序的控制下启动和停止。
测试环境：在实验室环境下进行测试，使用函数发生器作为信号源，输出不同频率的交流信号。
测试方法：将设计的频率计连接到函数发生器的输出端，启动频率计进行测量，并观察显示模块上的测量结果。
验证结果：经过测试和验证，基于单片机的简易频率计能够准确测量不同频率的交流信号，测量结果稳定可靠。
本文设计了一种基于单片机的简易频率计，该频率计具有结构简单、成本低、易于实现等优点。
通过测试和验证，该频率计能够准确测量不同频率的交流信号，具有实际的应用价值。
本设计可以为科学研究、工程应用、工业控制等领域提供一种实用的测量工具。
频率计是一种用于测量信号频率的电子仪器，被广泛应用于各种领域。
简易频率计
简易数字频率计1系统方案的选取：1.1方案一：选用数字芯片，构造简单的频率计，输入可以先用三极管放大，再用施密斯特触发器进行整形得到方波。
可以用555单稳态定时1s，作为使能端控制，用74hc192计脉冲个数（计上升沿或下降沿）。
计脉冲的个数即为信号的频率。
再用个除法器求出周期。
方案论证：理论上完全行的通。
最重要的是求周期只用除法，精度不高，当频率小的时候，由于脉冲计数只能精确到个位，除法时周期偏差非常大，完全达不到要求。
而且由于计的数很大，普通的除法器根本无法形成多位进行准确的除法，计的数为数字信号，虽然可以用单片机等进行编程运算，但工程量大。
实际上，而且精度不高，工程量大，要改善也比较麻烦。
不予采取。
1.2方案二：输入先经过放大整形，形成频率不变的方波。
当频率大于等于1KHZ，用单片机定时器定时1s，再用单片机的计数器对外部脉冲计数，由于频率大于1KHZ,得到误差允许的频率。
当频率小于1KHZ大于10HZ,由于小于1KHZ，计的脉冲只能精确到个位，达不到要求误差。
为了克服小频率测频率误差大的缺点，可以用测周期求频率。
即在第一个脉冲到开始定时，下个脉冲到停止定时。
定时是时基是1us，将定时器定时结果乘以1us，就得到周期。
由于频率小周期大，定时中结果大，相对误差小，即得到误差允许的周期。
用T=1/F和F=1/T分别得到频率大于1khz的周期和频率小于1khz的频率。
按照上面的方法，误差不会超出0.1%。
因为大于1khz计频率误差为个位1.小于1khz用1/T得到频率取小数点后两位，误差最大为0.01hz.在误差小于0.1%要求内。
方案二，在频率和周期上，误差和上限频率和下限频率都符合要求。
理论上，完全达到要求。
实际上，不仅外围电路简单，而且经济实用，成本非常小。
1.3方案三：用 FPGA测频率和周期，用FPGA虽然速度快，测量准。
因为所识别频率高。
而且可以非常方便的用到等精度测量测频率和周期（因为本身可以产生很准的脉冲，数据处理也较单片机简单）。
简易频率计的设计仿真与制作
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 简易频率计的设计仿真及制作初始条件：本设计既可以使用集成脉冲发生器、计数器、译码器、单稳态触发器、锁存器、放大器、整形电路和必要的门电路等，也可以使用单片机系统设计。
用数码管显示频率计数值。
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周内完成对简易频率计的设计、仿真、装配及调试。
2、技术要求：①设计一个频率计。
要求用4位7段数码管显示待测频率，格式为0000Hz。
②测量频率范围：10~9999Hz。
③测量信号类型：正弦波、方波和三角波。
④测量信号幅值：0.5~5V。
⑤设计的脉冲信号发生器，以此产生闸门信号，闸门信号宽度为1S。
⑥确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：1） 2010 年 6 月 26~27 日，查阅相关资料，学习设计原理。
2） 2010 年 6 月 28~30 日，方案选择和电路设计仿真。
3） 2010 年 7 月 1~3 日，电路调试和设计说明书撰写。
4） 2010 年 7 月 4 日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日简易频率计的设计仿真及制作目录1 Protues软件介绍 (3)2 设计要求......... (4)2.1整体功能要求 (4)2.2系统结构要求 (4)2.3测试指标 (4)3单元电路设计及分析 (5)3.1 数字频率计的基本原理 (5)3.2 数字频率的设计 (6)3.2.1 放大整形电路 (6)3.2.2 时基电路 (6)3.2.3 逻辑控制电路 (7)3.2.4 输出实现电路 (8)4整体电路的设计仿真及调试 (10)4.1整机电路图 (10)4.2 元件清单 (12)5课程设计心得 (14)6参考文献 (15)7成绩评定表 (16)1 Protues 软件介绍Proteus 是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，它可以仿真51 系列、AVR，PIC 等常用的MCU 及其外围电路(如LCD，RAM，ROM，键盘，马达，LED，AD/DA，部分SPI 器件，部分IIC 器件...)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
简易频率计设计报告
目录
一．设计目的 (1)
二．设计任务和要求 (1)
三．设计的方案的选择和论证 (2)
四．电路设计计算与分析 (6)
五．总结与心得 (11)
六．附录 (12)
七．参考文献 (13)
一．设计的目的
（1）了解数字频率计的构成，并组成一个简单的数字频率计。
（2）理解几种常用芯片的工作原理和应用方法。
（3）会运用电子技术课程的理论知识，独立完成课题
（4）通过查阅手册和文献资料，培养独立分析和解决问题的能力，
培养严肃工作作风和科学态度。
二．设计任务及要求
要求设计一个建议的数字频率计，测量给定信号的频率，并用十进制数显示，
具体指标为：
频率测量范围 1HZ~9999HZ
输入电压幅度 300mv~3v
输入信号波形任意周期信号
显示位数 4位
三．设计的方案的选择与论证
<1> 数字频率计原理简介
图一数字频率计的原理框图
该数字频率计可以测量1HZ~9999HZ的信号频率，并在四位数码管上显示。
该系统包括标准时钟发生器、放大整形电路、逻辑控制电路、计数器、锁存器及译码电路六个模块。
当系统正常工作时，被测信号经过放大整形之后变成计数器所要求的脉冲信号1。
标准时间基准信号2由时基电路提供，其高电平持续时间为1S,当1秒信号来到时，闸门开通，被测信号通过闸门，计数器对1s时间中的脉冲计数，直到1s信号结束时闸门关闭，停止计数，逻辑控制电路产生锁存信号和清零信号，锁存信号6使显示器上的数字稳定，清零信号5使计数器从零开始计数。
若在闸门时间1s内计数器得到的脉冲个数为N，则被测信号频率为N （HZ）。
各信号的时序图如图2所示
图2 波形关系
<2> 放大整形电路的选择
对信号的放大功能由三极管放大电路实现，对信号整形的功能由施密特触发器来实现。
是密特触发器是一种特殊的数字器件，一般的数字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;低电平阈值具有相同的特点。
方案一：放大整形电路由三极管和与非门组成。
三极管构成的放大器将输入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。
电路图如图3所示
图3 放大整形电路
方案二：放大部分同方案一，整形部分是由555构成的施密特整形电路。
电路图如图4所示
图4 555构成的密特触发器
方案对比：555定时器的灵敏度较高，输出驱动电路大，但考虑到涉及的是简易频率计，对精度的要求不高，因此没必要使用555定时器构成施密特触发器，使用与非门可以降低成本，因此选用方案一。
<3>时基电路的选择
方案一：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）可用定时器555构成的多谢振荡器作为时基电路。
多谢振荡器又称矩形波发生器，电路不具有稳定的状态，但是具有两个暂稳态，当电路由一个暂稳态过渡到另一个暂稳态时，其“触发”信号是由电路内部电容充（放）电提供的，因此无需外部触发脉冲，电路工作就是在两个暂稳态之间来回转换。
在此方
案中的时基信号由引脚3输出，脉宽由37k电阻、47k电阻及电容决定。
电路图如图5所示。
用555定时器组成的多谢振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。
图5 时基电路
方案二：时基电路可用晶体振荡器和分频器构成。
晶振频率取32768HZ，晶振产生脉冲经分频器14级二分频后输出2Hz脉冲（高、低电平各持续1s）。
方案比较：方案二晶振分频产生标准时间精度要高于方案一种的555多谢振荡器产生的标准时间。
但是555定时器电路元件较少，结构简单使用方便。
而且由于设计要求精度不是很高，所以选用方案一。
四．电路设计计算与分析
<1> 放大整形电路
图6 放大整形电路
放大整形电路由晶体管和74LS00等组成，其中晶体管组成放大器将输入频率为f的周期信号如正弦波，三角波等进行放大。
与非门74LS00构成施密特触发器，它对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。
<2> 时基电路
图7 时基电路
时基电路的作用是产生一个标准的时间信号，由555定时器构成的多谢振荡器产生。
时基参数的确定：振荡器产生的时基信号高脉冲持续时间为t1=1s，令低脉冲信号时间为t2=0.25，那么振荡器的频率为： F0=1/(t1+t2)=0.8HZ
由多谢振荡器的公式：
T1=0.7(R1+R2)C
T2=0.7R2*C
可计算出电阻R1、R2及电容C的值。
若取电容C=10uf，则
R2=t2/0.7C=35.7kΩ
取R2=39kΩ
R1=（t1/0.7C）-R2=107kΩ
取 R1=47kΩ RP=100kΩ
<3> 逻辑控制电路
图8 逻辑控制电路
根据图2所示波形，在时基信号2结束时产生的下跳沿来产生锁存信号6，锁存信号6的下跳沿又用来产生清零信号5.脉冲信号6和5可由两个单稳态触发器产生，它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。
由74LS123的功能表可知，当MR=B=1，触发脉冲从A端输入时，在触发脉冲的负跳变作用下，输出端1Q获得一正脉冲，其波形关系正好满足图2所示波形5和6要求。
手动复位开关S按下时，计数器清零。
表 1 74LS123功能表
逻辑控制电路参数的确定：锁存信号6和清零信号5脉冲的总的宽度要小于时基信号负脉冲的宽度。
令锁存信号和清零信号脉冲的宽度均为Tw=0.02s
则由公式
.
取电阻则
取标称值
<4> 计数器
该部分常用的二-五-十进制异步计数器74LS90.将Q0与CPB相连，脉冲从CPA输入，构成8421BCD码十进制计数器。
其功能如表2所示
当R9（1）R9（2）=0，且R0(1)R0(2)=0时，计数器工作。
<5> 锁存器
图9 计数锁存电路
锁存器的作用是将计数器在1S结束时所记得的数进行锁存，使显示器上能稳定地显示此时的计数器的值。
如图2所示，1s计数时间结束时，逻辑控制电路发出锁存信号，将此时计数器的值送译码显示器。
锁存器是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路，由锁存器构成的触发器则是对脉冲边沿敏感的存储电路，它只在作为触发信号的时钟脉冲上升沿和下降沿的变化瞬间才能改变状态。
选用8D锁存器74LS273可以完成上述功能。
当时钟脉冲CP 跳变到来时，所存的输入等于输出，即Q=D。
，从而将计数器的输出值送到锁存器的输出端。
正脉冲结束后，无论D为何值，输出端Q的状态仍保持原来的状态不变。
所以在计数期间内，计数器的输出不会送到译码器显示器，即译码器的示数不会变。
<6> 显示译码器
图 10 显示译码部分
<7> 整体电路图
5%
Revision:1.0
5%
C1
五．总结与心得
回顾起这一周来的课程设计，我感慨颇多，我体会到了设计电路、连接电路、电路仿真的苦和甜，但是它让我学到了很多。
通过课程设计我们不仅巩固了以前的理论知识，而且通过查资料等方式对电路进行设计及仿真，都对我们所学的专业知识进行了检验。
我们从中懂得了实践和理论相结合的重要性，从而实践动手能力和独立思考能力。
在设计的过程中难免会遇到各种各样的问题，发现自己的很多不足，比如eda技术没学好，不知道如何对某些电路进行检验和故障排除，这都是我所欠缺的，但是通过查阅资料学习，我得到了进一步的提高。
遇到问题很正常，但我们应该将每一次的问题牢记在心，并分析清楚，以免下次遇到相同的问题，这样我们学到的知识才能得到运用，才能让我们受益终身。
在此，还得感谢老师给了我们这次动手实践的机会，使我们了解了在实际的应用中很多应该注意却没有注意的问题，这对以后的实践有很大的帮助。
还得感谢在这次课程设计中的和我一组的组员，他们给力我很多的帮助，使我能够顺利的完成课设。
六．附录
八．参考文献
1.阎石.《数字电子技术基础》.北京：高等教育出版社，2010
2.郭海文.《电气试验技术》.江苏：中国矿业大学出版社，
2010
3.薛鹏骞.《电子设计自动化技术实用教程》.江苏：中国矿
业大学出版社，2007
4.何晓婷.《电子系统设计》.浙江：浙江大学出版社，2001
5.姚福安.《电子电路设计与实践》.山东：山东科学技术出
版社，2001。