数字频率计.

脉冲波形产生及分频电路
• 多谐振荡器电路
脉冲波形产生及分频电路
• 多级分频器电路
是两个D触发器，通过D与 Q¯¯相连，S R接地，构成二 分频电路，相连接即是四分频。
脉冲波形产生及分频电路
• 多级分频器电路
六十分频电路，参照数字电子计数实验教程 实验十一 脉 冲分配器及其使用，用两片CC4017和一片CC4013及与 非门实现（将第二片5端和第一片11端接与非门）.
锁存显示电路
• 锁存显示电路功能： • 当计数完成，即闸门关闭时，通过锁 存电路将计数结果锁存，计数结果 （为十进制，读数方便）通过7447译 码，送给五个七段共阳极显示数码管 显示。7447的主要功能是输出低电平 驱动的显示码，用以推动共阳极7段 LED数码管显示相应的数字。
锁存显示电路
锁存器4508如图3.5 所示，在 OE¯ MR接 地时，STB每来一个 触发信号,锁存器就 将D0~D3的信号锁存， 待到触发信号过去， 无论D0~D3 怎样 变化，输出Q0~Q3都 保持所存信号不变 直到下一个触发脉 冲到达。四个锁存 器的输入端D分别与 计数器的QA~QD相连， 输出端Q分别与后面 的显示电路相连。
设计原理
• 总体框图
设计原理
• 信号经过放大整形后变为方波信 号，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。
整形电路---将被测信号整形成方波，方便计数
• 555定时器构成施密特触发器
计数电路
• 计数电路的功能
脉冲信号进入十进制计数器，在闸 门时间T1=tw内,累计信号脉冲个数 N=T×f，计数器通过对脉冲信号计 数，可直接或间接测出周期信号的 频率。
计数电路
•
用并行进位的方式。这里我将五个74LS160 级联成5位同步十进制计数器(计数输入接每一 片74160的CLK端，第一片74160的EP ET接VCC， 进位RCO接下一片的EP ET,每一片的LD接VCC， D0~D3接地)。 • 整个计数电路的输入端（每一个74LS160 的CLK端）与闸门电路的输出端连接，闸门打开， 计数器开始计数。闸门关闭，计数器停止计数。 RCO为进位端，在之后的超量程报警中用到。
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单稳态触发器电路
整机电路
仿真结果（PROTEUS）
• 仿真所测值与理论值大致相等。 HZ档误差为±1HZ，10HZ档误差为 ±10HZ, 100HZ档误差为±100HZ, 1kHZ档误差为±1kHZ。（由于软 件运行问题，测试时信号频率一 律为1024Hz，而没有显示出大频 率信号的测量结果）
数字频率计的设计
杜昌波 指导教师
12100505 刘权 吴敏
2014 年 06 月
设计任务与要求
• • • • • • • 1.1 基本功能 1）能够测量正弦信号，矩形信号等波形的频率； 2）测量信号的频率范围为1HZ~100KHZ，分辨率为1HZ； 3）测量结果直接用十进制数值计数，通过五个数码管显示； 4）具有自较和测量两种功能； 5）测量误差小于5%； 6）多谐振荡器采用12M晶振电路，闸门用与门实现，显示用共阳极 数码管。 • 1.2 扩展功能 • 1）分成四个频段，即1~99Hz,100~1KHz,1~10KHz,10~100KHz； • 2）有超量程警告功能，当测量信号频率超过所选档位的量程时， 频率计发出铃声警报。
锁存显示电路
共阳极
锁存 译码 器
超量程报警显示电路
5输入与门的5个输入端（软件中未找到6输 • 在被测信号频率范围未知的情况 入与门，用两个与门代替），分别与个十百 千万位计数器的进位端RCO连接，另一个 下，如果选择了不合适的档位， 与门与闸门电路的输出端连接。总的输出端 连接到一个运算放大器上，再接一个指示灯 特别是量程小于被测频率的档， 以及蜂鸣器的一端。当闸门仍然处于开启状 态，计数至99999后，四个计数器进位端都 处于高电平时，与门输出高电平，指示灯亮， 此时不能正确测量信号频率。超 且蜂鸣器发出报警声音。 量程报警显示电路在超量程测量 时会进行报警，并且通过铃声进 行显示，提醒用户更换更高量程 的档位。
脉冲波形产生及分频电路
• 多级分频器电路
并行进位法
为5片74160级联的10^5分频器，结构原理同《数字电子技术基 础》书上P.303百进制计数器。通过选取不同片数过来的RCO作 为闸门信号，即可实现0.5Hz 5Hz 50Hz 500Hz不同频率信号。
闸门电路
1HZ
10HZ
• 闸门电路功能
只有当闸门开启时，计数器才实现 计数功能，计数器开启的时间就是闸 门开启时间。计数结果为外界整形之 后得到的方波的负脉冲个数。可见， 1000HZ 当闸门开启时间一定时，被测信号频 100HZ 率可由计数结果与闸门开启时间相除 求得。
单稳态触发器电路
• 输出缓冲电路由反相器G8和G9组成，用于提高电路带负 载能力。 • 根据门G6输出端电路结构和门G7输入端电路结构可以求 出计算输出脉冲宽度的公式 • Tw≈Rext*Cext ln2=0.69Rext*Cext • 通常Rext的取值在2~30kΩ 之间，Cext的取值在 10pF~10uF之间，得到的Tw范围可达20ns~200ms。 • 2）在使用外接电阻Rext（下降沿触发）时，取 Cext=10uF,Rext=10kΩ ,Tw能达20ns~200ms之间的70ms， 连接两个这样10 11脚接电容Cext，11 14脚接电阻Rext， 4 5脚接高电平的74121，有前后两个单稳态分别输出至 锁存器STB和计数器RD¯ ，即在高电平计数完70ms后， 开始锁存，70ms后，再清零，如此反复。
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