简易数字频率计课程设计报告书

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简易数字频率计课程设计

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《数字系统综合课程设计》课程设计报告设计题目数字频率计逻辑电路设计指导教师职称姓名学号日期版权归属于宋永强同学数字频率计逻辑电路设计计算机与信息工程学院 2011级通信工程班指导老师摘要频率计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。

该电路主要分四个部分，逻辑控制电路，闸门电路，计数电路，显示电路。

控制电路由74LS74组成，闸门为一74LS00与非门，计数电路由74LS160实现。

关键词频率；逻辑控制；计数器1 课程设计任务及主要技术指标和要求1.1课程设计任务（1）会运用电子技术课程所学到的理论知识，独立完成设计课题。

（2）学会将单元电路组成系统电路的方法。

（3）熟悉中规模集成电路和半导体显示器件的使用方法。

（4）通过查阅手册和文献资料，培养独立分析和解决实际问题的能力。

培养严肃认真工作作风和严谨的科学发展。

1.2主要技术指标和要求（1）频率测量范围：0-999999Hz（2）四个档位：1，10，100，1000四个档位；（3）输入电压：5V（4）输入信号波形：矩形脉冲（5）显示位数：6位（6）电源：5V2 工作原理数字频率计是一种用数字显示的频率测量仪表，它可以测量矩形脉冲信号。

交流电信号或脉冲信号的频率是指单位时间内产生的电振动的次数或脉冲个数。

用数学模型可表示为：f= N/t;式中f——频率。

N——电振动次数或脉冲数。

t——产生N次电振动或脉冲所需要的时间。

计数器则采用十位计数器。

闸门电路有双D触发器，使其产生一个时钟节拍的脉冲，当达到有效时钟周期是信号传入时，闸门开通，被测量的脉冲信号通过闸门，其计数器开始计数，当有效信号结束时闸门关闭，停止计数。

根据公式得被测信号的频率f=N Hz。

该电路主要包括四个部分，逻辑控制电路，闸门电路，计数电路，显示电路。

3 电路组成3.1 电路原理图图3.1 数字频率计电路原理图3.2 开关档位，逻辑控制电路和闸门电路开关档位共有四个，由1Hz，10Hz，100Hz，1000 Hz四个脉冲提供；时钟周期分别1s, 0.1s, 0.01s, 0.001s。

简易数字频率计设计报告

简易数字频率计设计报告目录一.设计任务和要求 (2)二.设计的方案的选择与论证 (2)三.电路设计计算与分析 (4)四.总结与心得..................................... 错误！未定义书签。

2五.附录........................................... 错误！未定义书签。

3六.参考文献....................................... 错误！未定义书签。

8一、设计任务与要求1.1位数：计4位十进制数。

1.2.量程第一档最小量程档，最大读数是9.999KHZ ，闸门信号的采样时间为1S. 第二档最大读数是99.99KHZ ，闸门信号采样时间为0.1S.第三档最大读数是999.9KHZ ，闸门信号采样时间为10mS.第四档最大读数是9999KHZ ，闸门信号采样时间为1mS.1.3 显示方式（1）用七段LED 数码管显示读数，做到能显示稳定，不跳变。

（2）小数点的位置随量程的变更而自动移动（3）为了便于读数，要求数据显示时间在0.5-5s 内连续可调1.4具有自检功能。

1.5被测信号为方=方波信号二、设计方案的选择与论证2.1 算法设计频率是周期信号每秒钟内所含的周期数值。

可根据这一定义采用如图 2-1所示的算法。

图2-2是根据算法构建的方框图。

被测信号图2-2 频率测量算法对应的方框图输入电路闸门计数电路显示电路闸门产生整体方框图及原理频率测量：测量频率的原理框图如图2-3.测量频率共有3个档位。

被测信号经整形后变为脉冲信号（矩形波或者方波），送入闸门电路，等待时基信号的到来。

时基信号有555定时器构成一个较稳定的多谐振荡器，经整形分频后，产生一个标准的时基信号，作为闸门开通的基准时间。

被测信号通过闸门，作为计数器的时钟信号，计数器即开始记录时钟的个数，这样就达到了测量频率的目的。

周期测量：测量周期的原理框图2-4.测量周期的方法与测量频率的方法相反，即将被测信号经整形、二分频电路后转变为方波信号。

简易数字频率计(数字电路课程设计)

数字电路课程设计报告1)设计题目简易数字频率计2)设计任务和要求要求设计一个简易的数字频率计，测量给定信号的频率，并用十进制数字显示，具体指标为：1)测量范围：1H Z—9.999K H Z，闸门时间1s；10 H Z—99.99K H Z，闸门时间0.1s；100 H Z—999.9K H Z，闸门时间10ms；1 K H Z—9999K H Z，闸门时间1ms；2)显示方式：四位十进制数3)当被测信号的频率超出测量范围时,报警.3)原理电路和程序设计：（1）整体电路数显式频率计电路（2）单元电路设计；（a）时基电路信号号(b)放大逻辑电路信号通信号(c)计数、译码、驱动电路号（3）说明电路工作原理;四位数字式频率计是由一个CD4017（包含一个计数器和一个译码器）组成逻辑电路，一个555组成时基电路，一个9014形成放大电路，四个CD40110（在图中是由四个74LS48、四个74LS194、四个74LS90组成）及数码管组成。

两个CD40110串联成一个四位数的十进制计数器，与非门U1A、U1B构成计数脉冲输入电路。

当被测信号从U1A输入，经过U1A、U1B两级反相和整形后加至计数器U13的CP+，通过计数器的运算转换，将输入脉冲数转换为相应的数码显示笔段，通过数码管显示出来，范围是1—9。

当输入第十个脉冲，就通过CO输入下一个CD40110的CP+，所以此四位计数器范围为1—9999。

其中U1A与非门是一个能够控制信号是否输入的计数电路闸门，当一个输入端输入的时基信号为高电平的时候，闸门打开，信号能够通过；否则不能通过。

时基电路555与R2、R3，R4、C3组成低频多谐振荡器，产生1HZ的秒时基脉冲，作为闸门控制信号。

计数公式：]3)2243[(443.1CRRRf++=来确定。

与非门U2A与CD4017组成门控电路，在测量时，当时基电路输出第一个时基脉冲并通过U2A反相后加至CD4017的CP，CD4017的2脚输出高电平从而使得闸门打开。

数字频率计课程设计报告

数字频率计课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字频率计的基本原理，掌握频率、周期等基本概念；2. 使学生掌握数字频率计的使用方法，能够正确操作仪器进行频率测量；3. 引导学生运用已学的数学知识，对测量数据进行处理，得出正确结论。

技能目标：1. 培养学生动手操作仪器的技能，提高实验操作能力；2. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力，提高数据分析处理技能；3. 培养学生团队协作能力，提高实验过程中的沟通与交流技巧。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理实验的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，养成实验过程中认真观察、准确记录的好习惯；3. 引导学生认识到物理知识在实际应用中的价值，提高学以致用的意识。

课程性质：本课程为物理实验课，结合数字频率计的原理与应用，培养学生的实践操作能力和数据分析能力。

学生特点：六年级学生具备一定的物理知识和数学基础，对实验操作充满好奇，具备初步的团队合作能力。

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，引导学生主动参与实验过程，培养其动手能力和解决问题的能力。

通过课程目标的分解，使学生在实验过程中达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 数字频率计基本原理：- 频率、周期的定义与关系；- 数字频率计的工作原理；- 数字频率计的测量方法。

2. 实验操作技能：- 数字频率计的操作步骤；- 实验过程中的注意事项；- 数据记录与处理方法。

3. 教学大纲：- 第一课时：介绍数字频率计的基本原理，让学生了解频率、周期的概念及其关系；- 第二课时：讲解数字频率计的工作原理，引导学生掌握其操作方法；- 第三课时：分组进行实验操作，让学生动手测量不同频率的信号；- 第四课时：对测量数据进行处理与分析，培养学生数据分析能力；- 第五课时：总结实验结果，讨论实验过程中遇到的问题及解决办法。

4. 教材章节：- 《物理》六年级下册：第六章《频率与波长》；- 《物理实验》六年级下册：实验八《数字频率计的使用》。

简单数字频率计1

《电工与电子技术基础》课程设计报告题目简易数字频率学院（部汽车学院专业汽车运用工程班级22021002学生姓名苏奋学号22021002186 月5 日至 6 月12 日共1 周指导教师（签字）一、课题名称与技术要求<1>名称：简单数字频率计摘要数字频率计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、三角波信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。

本设计中使用的是直接测频法，即用计数器在计算1s内输入信号周期的个数；并使用了模拟软件Multisim进行仿真。

应用石英晶体振荡器构成稳定的多谐振荡器，并用74LS160和74LS161进行分频得到时基信号。

时基信号作为闸门信号来控制计数器74LS160工作，进行计数，通过译码显示电路在数码显示管上显示最终结果。

并且，时基信号还要通过555构成的单稳态触发器产生锁存信号和清零信号，锁存信号使输出稳定，清零信号清空计数器，为下次计数做准备。

当输入频率超过量程时，电路会自动报警。

关键字：直接测频法时基信号放大整形震荡分频计数锁存清零<2>主要技术指标和要求：1.被测信号的频率范围为100HZ～100KHZ2.输入信号为正弦信号或方波信号3.四位数码管显示所测频率，并用发光二极管表示单位4.具有超量程报警功能扩展1.被测信号的频率范围扩展到1HZ～999.9KHZ2.测量频率分为3档1HZ～9999HZ，10HZ～99.99KHZ，100HZ～999.9KHZ3.输入信号可为正弦信号、三角波信号和方波信号4.可测被测信号的周期第一章系统综述1.1总体思路对比与选择：一、总体思路：将输入信号进行放大整形之后，利用闸门信号（时基信号）对被测信号进行脉冲计数，然后通过译码显示电路进行读数。

二、实现方式：●直接计数式测频：将经过整形放大的待测信号，送入闸门信号中，在一个闸门信号周期错误！未找到引用源。

对待测信号进行计数，所得的计数值错误！未找到引用源。

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。

频率计课程设计报告

频率计课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解频率计的基本概念，掌握频率计的使用方法。

2. 学会运用频率计进行简单的数据收集、统计和分析。

3. 掌握频率分布表的制作方法，并能运用其进行数据处理。

技能目标：1. 能够正确操作频率计，进行实际数据的收集。

2. 培养学生运用频率分布表进行数据处理的能力，提高数据分析技能。

3. 培养学生的观察能力、动手能力和团队合作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数据科学的兴趣，激发学生探索科学规律的欲望。

2. 培养学生严谨、细致的科学态度，养成认真观察、记录数据的良好习惯。

3. 增强学生的团队协作意识，培养学生在团队合作中互相尊重、共同进步的精神。

课程性质分析：本课程为初中物理与数学相结合的实践课程，通过实际操作频率计，让学生在实践中学习数据收集、统计和分析的方法。

学生特点分析：初中生好奇心强，动手能力强，但注意力容易分散，需要通过实际操作和有趣的教学活动来激发学习兴趣。

教学要求：1. 教师应注重理论与实践相结合，让学生在实际操作中掌握知识。

2. 教学过程中要关注学生的个体差异，给予每个学生充分的指导和鼓励。

3. 创设有趣的教学情境，激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度。

二、教学内容1. 频率计基础知识：介绍频率计的定义、原理和功能，使学生理解频率计在数据收集与分析中的应用。

- 教材章节：第三章第二节《数据的收集与处理》2. 频率计的操作方法：讲解频率计的正确使用步骤，指导学生进行实际操作。

- 教材章节：第三章第三节《频率计的使用》3. 数据收集与统计：指导学生运用频率计进行实际数据收集，学会制作频率分布表。

- 教材章节：第三章第四节《数据的整理与表示》4. 数据分析与应用：通过对收集到的数据进行分析，引导学生发现数据背后的规律。

- 教材章节：第三章第五节《数据分析与应用》教学安排与进度：第一课时：频率计基础知识学习，了解频率计的原理和功能。

第二课时：学习频率计的操作方法，并进行实际操作练习。

课程设计实验报告(简易频率计)

实验二：简易电子琴一、实验目的（1）学习采用状态机方法设计时序逻辑电路。

（2）掌握ispLEVER 软件的使用方法。

（3）掌握用VHDL 语言设计数字逻辑电路。

（4）掌握ISP 器件的使用。

二、实验所用器件和设备在系统可编程逻辑器件ISP1032一片示波器一台万用表或逻辑笔一只TEC-5实验系统，或TDS-2B 数字电路实验系统一台三、实验内容设计一个简易频率计，用于测量1MHz 以下数字脉冲信号的频率。

闸门只有1s 一档。

测量结果在数码管上显示出来。

不测信号脉宽。

用一片ISP芯片实现此设计，并在实验台上完成调试。

实验设计：1.产生准确闸门信号（1s）。

100kHz时钟经100K分频（一次完成），再经2分频产生方波，1s 用于计数，1s用于显示结果（及清零）；2. 利用闸门信号控制一个计数器对被测脉冲信号进行计数， 1s内计数的结果就是被测信号的频率；3.每次对被测信号计数前，自动清零；4. 计数器采用十进制；5.显示频率值上下浮动，要修改源代码。

6.数码管高低位的接线。

VHDL源代码：library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity fget isport(clk:in std_logic; --输入时钟源 bclk:in std_logic;kout:out std_logic_vector(26 downto 0));end fget;architecture top of fget iscomponent divideport(clk1:in std_logic;cl:out std_logic;co:out std_logic;ro:out std_logic);end component;component gateport(bc1:in std_logic;cl1:in std_logic;co1:in std_logic;op:out std_logic_vector(26 downto 0));end component;component saveport(op1:in std_logic_vector(26 downto 0);ro1:in std_logic;eout:out std_logic_vector(26 downto 0));end component;signal scl:std_logic;signal sco:std_logic;signal sro:std_logic;signal sop:std_logic_vector(26 downto 0);BEGINu1:divide PORT MAP(clk,scl,sco,sro);u2:gate PORT MAP(bclk,scl,sco,sop);u3:save PORT MAP(sop,sro,kout);end;--闸门模块library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity gate isport(bc1:in std_logic;cl1:in std_logic;co1:in std_logic;op:out std_logic_vector(26 downto 0) --5个8421,一个七段译码);end;architecture art2 of gate iscomponent cnt10 --十进制计数模块port(clk2:in std_logic;en:in std_logic;--使能端clr:in std_logic;--重置qout:out std_logic_vector(3 downto 0 );cout:out std_logic);end component;component seventranse --七段模块port(clk6:in std_logic_vector(3 downto 0 );op2:out std_logic_vector(6 downto 0 ));end component;signal scout1:std_logic;--输出(十进制)signal scout2:std_logic;signal scout3:std_logic;signal scout4:std_logic;signal scout5:std_logic;signal scout6:std_logic;signal qout1:std_logic_vector(3 downto 0);--8421（下同）signal qout2:std_logic_vector(3 downto 0);signal qout3:std_logic_vector(3 downto 0);signal qout4:std_logic_vector(3 downto 0);signal qout5:std_logic_vector(3 downto 0);signal qout6:std_logic_vector(3 downto 0);signal op2: std_logic_vector(6 downto 0);--七段beginr1:cnt10 PORT MAP(bc1,co1,cl1,qout1,scout1);r2:cnt10 PORT MAP(scout1,co1,cl1,qout2,scout2);r3:cnt10 PORT MAP(scout2,co1,cl1,qout3,scout3);r4:cnt10 PORT MAP(scout3,co1,cl1,qout4,scout4);r5:cnt10 PORT MAP(scout4,co1,cl1,qout5,scout5);r6:cnt10 PORT MAP(scout5,co1,cl1,qout6,scout6);t1:seventranse PORT MAP(qout6,op2);process(co1)beginif (co1'event and co1='0') thenop<=op2&qout5&qout4&qout3&qout2&qout1;--结果显示end if;end process;end;--寄存器模块library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity save isport(op1:in std_logic_vector(26 downto 0);ro1:in std_logic;eout:out std_logic_vector(26 downto 0));end entity;architecture art4 of save issignal temp:std_logic_vector(26 downto 0);beginprocess(ro1)beginif ro1'event and ro1='1'then --上升沿判断temp<=op1;end if;eout<=temp;end process;end art4;--十进制计数器模块library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity cnt10 isport(clk2:in std_logic;en:in std_logic;clr:in std_logic;qout:out std_logic_vector(3 downto 0 );cout:out std_logic);end entity;architecture art3 of cnt10 issignal temp:std_logic_vector(3 downto 0 );beginprocess(clk2,en,clr)beginif (clr='1') then --重置时清0temp<="0000";elsif (en='1') thenif(clk2'event and clk2='1')then --上升沿判断进位if(temp="1001")thentemp<="0000";elsetemp<=temp+1;end if;end if;end if;end process;qout<=temp;cout<='1' when temp="1001" else '0';end art3;--分频模块library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity divide isport(clk1:in std_logic;cl:out std_logic;co:out std_logic;ro:out std_logic);end;architecture art1 of divide issignal preclk:std_logic;signal temp1:std_logic;signal temp2:std_logic;beginp1: process(clk1) --先进行2500分频variable count:integer range 0 to 2500;beginif clk1'event and clk1='1'thenif count=2499 thencount:=0;preclk<='1';else count:=count+1;preclk<='0';end if;end if;end process;p2: process(preclk) --依次二分频实现闸门beginif preclk'event and preclk='1'thentemp2<=not temp2;end if;end process;p3: process(temp2)variable count2:std_logic;beginif temp2'event and temp2='1'thencount2:=not count2;if count2='1'thenco<='1';temp1<='0';else co<='0';temp1<='1';end if;end if;end process;p4:process(temp2)beginif (temp1='1' and temp2='0') thencl<='1';elsecl<='0';end if;end process;ro<=temp1;end;--七段译码器模块library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity seventranse isport(clk6:in std_logic_vector(3 downto 0 );op2:out std_logic_vector(6 downto 0 ));end entity;architecture art5 of seventranse isbeginprocess(clk6)begincase clk6 iswhen "0000"=> op2<="1111110";when "0001"=> op2<="0110000";when "0010"=> op2<="1101101";when "0011"=> op2<="1111001";when "0100"=> op2<="0110011";when "0101"=> op2<="1011011";when "0110"=> op2<="1011111";when "0111"=> op2<="1110000";when others=> op2<="0000000";end case;end process;end art5;四、实验小结：实验要求用闸门信号控制计数器计时，于是在十进制计数器模块中添加使能信号en（en=‘1’计数器进行加1 计数，en=‘0’时计数器保持），将闸门信号作为使能信号接入，即可实现1s计数，1s显示。

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。

简易数字频率计课程设计报告

一、课题名称与技术要求<1>名称：简易数字频率计<2>主要技术指标和要求：1. 被测信号的频率X围100HZ～100KH2. 输入信号为正弦信号或方波信号3. 四位数码管显示所测频率，并用发光二极管表示单位4. 具有超量程报警功能二、摘要以门电路，触发器和计数器为核心，由信号输入、放大整形、闸门电路、计数、数据处理和数据显示等功能模块组成。

放大整型电路：对被测信号进行预处理；闸门电路：由与门电路通过控制开门关门，攫取单位时间内进入计数器的脉冲个数；时基信号：周期性产生一秒高电平信号；计数器译码电路：计数译码集成在一块芯片上，计单位时间内脉冲个数，把十进制计数器计数结果译成BCD码；显示：把BCD码译码在数码管显示出来。

关键字：比较器，闸门电路，计数器，锁存器，逻辑控制电路三、方案论证与选择<1>频率测量原理与方法对周期信号的测量方法，常用的有下述几种方法。

1、测频法（M法）对频率为f的周期信号，测频法的实现方法，是用以标准闸门信号对被测信号的重复周期数进行计数，当计数结果为N时，其频率为：f1=N1/TG。

TG为标准闸门宽度，N1是计数器计出的脉冲个数，设在TG期间，计数器的精确计数值为N，根据计数器的技术特性可知，N1的绝对误差是△N1=N ±1,N1的相对误差为&N1=（N1-N）/N=（N±1-N）/N=±1/N,由N1的相对误差可知，N（或N1）的数值愈大，相对误差愈小，成反比关系。

因此，在f已确定的条件下，为减小N1的相对误差，可通过增大TG的方法来降低测量误差。

但是，增大TG会使频率测量的响应时间长。

当TG为确定值时(通常取TG=1s)，则有f=N，固有f1的相对误差：&f1=(f1-f)/f=(f±1-f)/f=±1/f由上式可知，f1的相对误差与f成反比关系，即信号频率越高，误差越小；而信号频率越低，则测量误差越大。

简易数字频率计课程设计报告

简易数字频率计课程设计报告《简易数字频率计课程设计报告》一、设计目的和背景随着科技的不断发展和普及，计算机已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

而数字频率计作为一种常见的电子测量仪器，在工业控制、电信通讯等领域有着广泛的应用。

本课程设计旨在通过设计一款简易的数字频率计，以帮助学生深入了解数字频率计的工作原理和设计方法。

二、设计内容和步骤1. 学习数字频率计的基本原理和工作方式：介绍数字频率计的基本功能、硬件组成和工作原理。

2. 设计数字频率计的主要电路：通过研究数字频率计的电路原理图，设计出适用于本设计要求的主要电路。

3. 制作数字频率计的原型：使用电子元器件将电路图中设计的电路进行实际制作，制作出数字频率计的原型。

4. 测试数字频率计的性能：通过对数字频率计进行各种频率波形的测试，验证其测量准确性和稳定性。

5. 优化和改进设计：根据测试结果和用户反馈，对数字频率计的电路和功能进行进一步优化和改进。

三、预期效果和评价标准通过本课程设计，预期学生能够掌握数字频率计的基本工作原理、主要电路设计和制作方法，并且能够针对实际需求进行优化和改进。

评价标准主要包括学生对数字频率计原理的理解程度、电路设计的准确性和创新性，以及对数字频率计性能进行测试和改进的能力。

四、开展方式和时间安排本课程设计可以结合理论学习和实践操作进行，建议分为以下几个阶段进行：1. 第一阶段（1周）：学习数字频率计的基本原理和工作方式。

2. 第二阶段（1周）：设计数字频率计的主要电路。

3. 第三阶段（2周）：制作数字频率计的原型，并进行性能测试。

4. 第四阶段（1周）：优化和改进数字频率计的设计。

总共需要约5周的时间来完成整个课程设计。

五、所需资源和设备1. 教材教辅资料：提供数字频率计的基本原理和电路设计方法的教材或教辅资料。

2. 实验设备和工具：数字频率计的主要电路所需的电子元器件、测试仪器和焊接工具等。

3. 实验环境：提供安全、稳定的实验室环境，以及必要的计算机软件支持。

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报告

THANKS
精度
精度是数字频率计的重要指标之一，表示测量结果与真实值之间的接近程度。提高精度的方法包括采用高精度计数器、降低系统误差等。
分辨率
分辨率指数字频率计能够分辨的最小频率间隔，与计数器的位数有关。
稳定性
稳定性指数字频率计在长时间使用过程中保持其性能参数不变的能力。提高稳定性的措施包括选用优质元器件、优化电路设计等。
计数与显示
采用高速计数器对输入信号的脉冲进行计数，同时将计数值实时显示在数码管或液晶屏幕上。
3
控制与处理
通过微处理器或单片机等控制核心，实现计数器的启动、停止、清零等操作，并对计数值进行处理，得到频率值。
关键技术参数
计数范围
数字频率计的计数范围决定了其能够测量的频率范围，一般应满足实际需求。
显示器
选用LED或LCD显示器，用于显示测量结果的频率值。
硬件电路图设计
电源电路
设计稳定的电源电路，为整个系统提供所需的工作电压。
输入信号调理电路
根据实际需求设计输入信号调理电路，包括放大倍数、滤波截止频率等参数的确定。
微控制器电路
设计微控制器的最小系统电路，包括晶振、复位电路等。
02
数字频率计基本原理
频率定义及测量方法
频率定义
频率是单位时间内周期性信号重复的次数，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
测量方法
频率的测量可以通过计数单位时间内信号周期的个数来实现。常见的测量方法包括直接计数法、测周法和等精度测频法。
数字频率计工作原理
1 2
输入信号处理
数字频率计首先接收输入信号，经过放大、整形等处理，将其转换为适合计数的脉冲信号。

简易数字频率计数器的课程设计报告

总分=实物*50%+课程设计报告书*50%。

目录第一章引言 (1)1.1设计要求 (1)1.2系统概述 (2)第二章设计方案分析与论证 (3)2.1算法设计 (3)2.2整体方框图以及工作原理 (3)第三章单元电路设计 (5)3.1时基信号产生电路： (5)3.2放大整形电路： (6)3.3计数电路 (7)3.4译码显示电路 (8)3.5逻辑控制电路 (8)第四章简易数字频率计实物制作 (10)4.1频率准确度 (10)4.2频率测量范围以及各电路测试 (10)4.2.1石基电路测试： (10)4.2.2放大与整形电路测试： (10)4.2.3测试译码显示部分： (10)4.2.4计数模块测试： (10)4.2.5逻辑控制模块测试： (11)4.3整体测试 (11)4.4频率计数器的实物照片 (11)第五章测试结果分析与设计体会 (12)5.1测试结果 (12)5.2设计任务完成情况 (12)5.3问题及改进 (12)5.4设计体会 (13)参考文献 (14)附录一控制电路波形示意图 (15)附录二电路原理图 (16)附录三元器件清单 (17)附录四PCB布线参考图 (18)第一章引言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其他同类产品，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并用数字显示的频率测量仪器。

它不仅可以测量正弦信号、方波信号和尖脉冲信号的频率，而且还能对其他多种物理量的变化频率进行测量，诸如机械振动次数，物体转动速度，明暗变化的闪光次数，单位时间里经过传送带的产品数量等等，这些物理量的变化情况可以有关传感器先转变成周期变化的信号，然后用数字频率计测量单位时间内变化次数，再用数码显示出来。

其最基本的工作原理为：当被测信号在特定的时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。

频率计数器主要由四个部份构成：时基（T）电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。

数字频率计设计实训报告

一、实训目的1. 熟悉数字频率计的原理和设计方法。

2. 学会使用数字电路设计工具进行电路设计。

3. 提高实际动手能力，培养创新思维。

4. 增强团队协作意识。

二、实训内容本次实训以设计一款简易数字频率计为目标，主要内容包括：1. 确定设计指标和功能要求。

2. 设计数字频率计的硬件电路。

3. 编写程序实现频率计的功能。

4. 进行电路调试和测试。

三、设计指标和功能要求1. 频率测量范围：1Hz～99.99kHz。

2. 波形测量：正弦波、方波、三角波等。

3. 数码显示：LCD1602液晶显示屏。

4. 量程选择：手动切换。

5. 误差：≤±1%。

四、硬件电路设计1. 信号输入电路：采用LM324运算放大器作为信号放大和整形电路，确保信号幅度在1Vpp以上。

2. 分频电路：采用74HC390计数器进行分频，将输入信号频率降低到计数器可计数的范围内。

3. 计数电路：采用74HC595移位寄存器实现计数功能，计数结果通过串口输出。

4. 显示电路：采用LCD1602液晶显示屏显示频率值。

5. 控制电路：采用AT89C52单片机作为主控制器，负责信号处理、计数、显示和量程切换等功能。

五、程序设计1. 初始化：设置计数器初值、波特率、LCD1602显示模式等。

2. 主循环：检测信号输入、计数、计算频率、显示结果。

3. 信号处理：对输入信号进行放大、整形、分频等处理。

4. 计数：根据分频后的信号频率，对计数器进行计数。

5. 计算频率：根据计数结果和分频系数计算实际频率。

6. 显示：将计算出的频率值通过串口发送到LCD1602显示屏。

7. 量程切换：根据手动切换的量程，调整分频系数。

六、电路调试与测试1. 调试信号输入电路，确保信号幅度在1Vpp以上。

2. 调试分频电路，确保分频后的信号频率在计数器可计数的范围内。

3. 调试计数电路，确保计数器能够正确计数。

4. 调试显示电路，确保LCD1602显示屏能够正确显示频率值。

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。

简易频率计设计实验报告

（2）、T1 25ms 定时中断服务程序系统时钟为 24MHz ，机器周期为 0.5us ，最大定时时间为

65536 0.5us 32.768ms ，我们选用的定时时间为 25ms，定时中断 40 次即可实现 1s 定时，T1 中断服务程序的流程图如下：
姓学专
名：号：业：
胡嗣维 021240*** 物理学杨老师
指导老师：
2015 年 7 月 5 日
简易数字频率计的设计
实验目标：设计一个简易的数字频率计，能实时测量周期信号的频率，并将结果显示出来，频率测量范围为 0~1MHz
总体方案
1.频率测量基本原理数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。频率是单位时间内（1s）信号发生周期变化的次数。如果能在给定的 1s 时间内对周期信号进行计数，并将计数结果显示出来，就实现了对被测信号的频率测量。 2 实现方法单片机 AT89S51 内部具有两个 16 位定时/计数器，如果用 T0 对外界周期信号进行计数， T1 作为定时器产生 1s 的定时中断，在 T1 的定时中断服务程序中读取 T0 的计数值，即可实现频率的测量。由于测量的频率范围是 0~1000000Hz（1MHz），根据单片机对外部信号的计数需要两个机器周期才能识别一个脉冲，所以外部计数脉冲的频率应该小于振荡频率的 1/24. 所以选择 24MHz 才能实现频率测量范围为 0~1000000Hz（1MHz）。如果系统的频率测量范围更大，则可以在周期脉冲信号接入 T0 引脚前加分频电路即可。 3 系统硬件设计系统硬件连接电路图如图所示。系统比较简单，数据处理量不大，因此选用 AT89S51 作为控制系统的核心。其特点是低功耗、高性能的 CMOS 单片机。AT89S51 单片机采用静态时钟方式，时钟频率为 0~33MHz。本次我们采用的是 24MHz 的工作频率。频率测量没有大量的运算和暂存数据，现有的 128B 片内 RAM 已经满足要求，因此不必要外扩片外 RAM。系统选用 LCD1602 显示频率，因为系统外扩的元件先对比较少，LCD1602 采用 I/O 并行接口方式和单片机相连。图中