multisim简易数字频率计说课讲解
简易数字频率计的设计与仿真
《电子仿真技术》实训报告题目简易数字频率计的设计、仿真所在学院电子信息工程学院专业班级***学生姓名*** 学号***指导教师***完成日期* 年* 月* 日一．设计思路（1）电路简述所谓频率，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fx=N/T 。
因此，可以将信号放大整形后由计数器累计单位时间内的信号个数，然后经译码、显示输出测量结果，这是所谓的测频法。
可见数字频率计主要由闸门电路、计数器电路、锁存器、时基电路、逻辑控制、译码显示电路几部分组成。
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，数值保持及自动清零，并将计数结果在显示器上显示出来，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。
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，具有固定宽度T的方波时基信号II作为闸门的一个输入端，控制闸门的开放时间，被测信号I从闸门另一端输入，被测信号频率为fx,闸门宽度T，若在闸门时间内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率fx=N/THz。
可见，闸门时间T决定量程,通过闸门时基选择开关选择,选择T大一些,测量准确度就高一些,T小一些,则测量准确度就低.根据被测频率选择闸门时间来控制量程.在整个电路中,时基电路是关键。
（2）任务目标利用multisim9.0软件设计一个简易数字频率计，其基本要求是：1. 被测信号的频率范围1KHZ～100MHZ（理想频率范围）；2. 被测信号可以为正弦波、三角波或方波信号；3. 四位数码管显示所测频率，并用发光二极管表示单位。
实验六基于Multisim8的简易数字频率计仿真
闸门
门控
B 放大 整形
S2
1000Tx
1Tx
10Tx 100Tx
÷10
÷10
计数锁存译码 显示系统
÷10
四、实验参考电路
（1）控制时序产生电路
图4.8.5 是由秒脉冲发生器（可由晶体振荡器和 多级分频器组成）和可重触发单稳态74LS123 组成
的控制时序产生电路。秒脉冲发生器产生脉冲宽度 为的定时脉冲，74LS123单稳态电路产生锁存和清 零脉冲。（仿真软件Multisim 8的元件库中，没有 74LS123单稳态电路，可用555定时器组成单稳态 电路）。 5V
4. 闸门电路
闸门电路由与门组成，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“1”时，闸门开启； 而门控信号为低电平“0”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，通过计数显示系统把闸门的输出 结果显示出来，就可以得到被测信号的频率。
5. 电子计数器测量周期
当被测信号频率比较低时，用测量周期的方法来 测量频率比直接测量频率有更高的准确度和分辨率， 且便于测量过程自动化。该测量方法在许多科学技 术领域中都得到普遍使用。图4.8.4是用电子计数器 测量信号周期的原理方框图。
晶振
Tx
时基 分频
1µs
S1 Tc
10µs 1ms 100µs Tx1
①可控制的计数、锁存、译码显示系统； ②石英晶体振荡器及分频系统（可用Multisim 8中
的函数发生器替代）；
multisim简易数字频率计
m u l t i s i m简易数字频率计Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998哈尔滨工业大学简易频率计的仿真设计目录3.电路组成介绍1．设计要求本次设计任务是要求设计一个简易的数字频率计，即用数字显示被测信号频率的仪器，数字频率计的设计指标有：1. 测量信号：正弦信号、方波信号等周期变化的物理信号；2. 测量频率范围：0Hz~9999Hz ；3. 显示方式：4位十进制数显示。
2.电路工作原理频率计总电路图如下所示：频率计的基本原理：通过将被测周期信号整形为同频率的方波信号后，利用555定时器组成的振荡电路所产生的频率为1Hz 的标准方波，作为基准时钟，与被整形后的方波信号一起经过闸门电路处理输入计数电路，再利用74LS90N 的十进制计数功能进行级联计数，计数后输入8位数据/地址锁存器74LS273N 以实现锁存和清零功能，最后输入到译码显示电路中，用BCD7段译码器显示出来，这样就实现了对被测周期信号的频率测量并显示的功能。
频率计的工作原理流程图如下所示：3.电路组成介绍脉冲形成电路脉冲形成电路由信号发生器与整形电路组成，输入信号先经过限幅器，再经过施密特触发器整形，当输入信号幅度较小时，限幅器的二极管均截止，不起限副作用。
由555组成的施密特触发器对经过限幅器的信号进行整形得到标准的方波信号。
线路图如下所示： 闸门电路闸门电路的作用是控制计数器的输入脉冲，在电路中用一个与非门来实现（如下图所标注）。
当标准信号（正脉冲）来到时闸门开通，被侧信号的脉冲通过闸门进入计时器计数；正脉冲结束时闸门关闭，计数器无时钟脉冲输入。
闸门电路时基电路时基电路是由555定时器构成的振荡器组成，其功能为产生标准时间为1秒的脉冲，=0.8Hz，其中高电平的时间为t1=1秒，低电平时间为秒。
利选取振荡器的频率f0=1t1+t2用t1=(R1+R4)C2，t2=。
简易数字频率计的设计说明
《电子技术》课程设计报告题目简易数字频率计的设计学院（部）电子与控制工程学院专业电气工程及其自动化班级3204080123学生楠学号**********06月12日至06月22日共周指导教师（签字）前言在电子测量技术中，频率是一个最基本的参量，对适应晶体振荡器、各种信号发生器、倍频和分频电路的输出信号的频率测量，广播、电视、电讯、微电子技术等现代科学领域。
因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。
那么频率应该如何测量呢？根据频率的的定义我们可以知道，在一个标准一秒的时间被测信号的脉冲个数就是它的频率，我们只要测出它的大小，就可以测出信号的频率了。
数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。
而在设计中，我们常用学习软件multisim 来仿真设计，通过严格的测试后，能够较准确地测量方波、正弦波等各种常用的信号的频率。
在此次设计中我们经过网上搜索，查阅图书阅览室的有关书籍等途径，搜集了大量的资料。
经过我们对资料的分析整理，以及细心地设计，最终成功设计出了一台简易数字频率计，在我们付出了汗水之后总算是尝到了成功的甘甜。
我们的设计可能不是很完美，但是我们尽力去做了，如果有什么意见或建议，希望能多提出一些，我们会努力做到最好的。
目录摘要及设计要求 1 第一章系统概述21.1数字频率计的基本原理21.2数字频率计设计的系统框图1.3系统各部分功能论述1.3.1电源波形整形电路1.3.2分频器1.3.3待测信号放大、波形整形电路1.3.4控制门1.3.5计数器1.3.6超量程报警器1.3.7锁存器1.3.8显示译码器与数码管第二章单元电路的设计与分析第三章系统综述，总体电路图3.1 数字频率计设计原理图3.2电路的检测方法与步骤第四章总结参考文献元件明细表附图鸣收获与体会，存在的问题简易数字频率计的设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。
数字频率计的设计-利用Multisim
数字逻辑课程设计数字频率计学院：学号：姓名：日期：第1 章概述 (1)1.1课程设计要求 (1)1.2原理 (1)1.3被测信号与闸门信号对应关系 (1)1.4设计完成情况 (1)1.5主要指标 (2)第2 章设计 (3)2.1总体设计 (3)2.2信号输入处理模块 (3)2.3闸门信号产生模块 (4)2.4显示模块 (5)2.5计数模块 (5)2.6量程切换方式 (5)2.7采用手动切换量程的设计 (6)2.8采用自动切换量程的设计 (7)2.9自动切换量程模块 (7)第3 章总结 (9)3.1器件列表 (9)3.2不足之处 (9)3.2.1 小数点控制 (10)3.2.2 显示模块 (10)3.2.3 功能拓展 (10)参考文献 (10)第 1 章概述1.1 课程设计要求设计一个数字频率计，对输入信号计数，显示输入信号的频率。
基本功能：输入信号为方波，幅度范围0~5V，频率范围10~999Hz，三位数码管显示频率。
深入要求：1) 输入信号可以为矩形波、三角波、正弦波，幅度范围0~5V；2) 频率范围10~99kHz；用三位数码管显示最后的频率，单位为Hz和KHz两档，自动切换；3) 查资料，分析时基对精度的影响。
1.2 原理数字频率计是采用数字电路制作成的能实现对周期性变化信号频率测量的仪器。
频率计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。
基本原理为通过时基电路产生一个已知长度的信号，将输入信号与这一已知长度信号进行相与对得到的信号进行计数。
这一已知长度信号称为闸门信号，通常有1s、0.1s、0.01s等。
1.3 被测信号与闸门信号对应关系闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长，则每测一次频率所需的时间间隔就越长。
闸门时间越短，测得的频率值刷新就越快，但测得的频率的精度就会受到影响。
表1-1 列出了这种对应关系表1-1闸门信号频率闸门时间测量频率范围0.5Hz 1s 1Hz—9.999kHz5Hz 0.1s 10kHz—99.99kHz50Hz 0.01s 100kHz—999.9kHz500Hz 0.001s 1MHz—9.999MHz1.4 设计完成情况本次设计已经实现其基础功能，对于深入功能也做了一定探讨。
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
频率计算：通过测量信号的周期或 频率，计算出数字频率值
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信号处理：通过数字滤波器对采集 到的信号进行滤波，以消除噪声和 干扰
数据输出：将计算出的频率值通过 串口或其他方式输出到计算机或其 他设备
计数器和计时器的编程实现
使用计时器对计数器进行计 时，计算信号的周期
将计数器和计时器的结果通 过软件进行显示和控制
能源监测：简易数字频率计可实现对新能源发电设备的实时监测，提高能源利用效率。 环保监测：简易数字频率计可用于监测环保设备的运行状态，确保污染物排放达标。 智能电网：简易数字频率计可应用于智能电网中，实现电网的智能化管理和优化。 节能减排：简易数字频率计可帮助企业实现节能减排，降低生产成本。
简易数字频率计的技术挑战和发展方向
分析仪等。
科学实验领域： 用于各种与频率 相关的实验，如 电磁波的发射与 接收、无线电通
信等。
工业生产领域： 用于生产过程中 的各种频率测量 和控制，如电机 转速的测量和控 制、生产线上各 种设备的状态监
测等。
简易数字频率计在生物医学工程领域的应用
监测生理信号：简易数字频率计可 以用于监测人体的心电图、脑电图 等生理信号，辅助医生进行疾病诊 断和治疗。
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频谱分析：对信号进行频谱分析， 了解信号的成分和特性
音频处理：用于音频信号的频率测 量和处理，如音频压缩、降噪等
简易数字频率计在通信和电子测量领域的应用
通信领域：用于 信号频率的测量， 如调频信号、调
相信号等。
电子测量领域： 用于测量电子设 备的频率特性， 如示波器、频谱
界面优化：根据实际需求对显示和控制界面进行优化，提高用户体验和操作便捷性
基于Multisim的数字频率计
商业大学2008届本科电子技术课程设计数字频率计的设计姓名：璐系别：自动化系专业：自动化学号：********指导教师：***2010年12月9日数字频率计的设计1 设计任务与要求1.1 基本功能1）能够测量正弦波、方波、三角波等交流信号的频率；2）测量信号的频率围为1HZ~9999KHZ，分辨率为1HZ；3）测量结果直接用十进制数值，通过四个数码管显示；4）可手动测量，手动清零；5）具有高精度、迅速测量、读数方便等优点。
1.2 扩展功能1）具有不同可测频率围的多个档位；2）有超量程警告，当测量信号频率超过所选档位的量程时，频率计发出警报。
2 设计原理脉冲信号的频率就是在单位时间(1s)里产生的脉冲个数，若在一定时间间隔tw测得这个周期信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为：f=N/T （1）数字频率计的总体框图如图1所示：图1数字频率计由四大基本电路组成：整形系统，单稳态触发器构成的闸门电路，可控的计数系统、锁存译码显示电路、超量程报警系统。
经过放大衰减后的被测信号（包括正弦波，三角波，方波等周期信号）经过整形电路，变成峰值为3~5V(与TTL兼容)的方波信号Vx，送入计数器的时钟脉冲端。
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。
图2为数字频率计的波形图：图23 电路设计3.1 整形电路1）抢答电路的功能：将被测信号整形成方波，方便计数。
2）整形电路如图3所示：图3.13）整形电路原理及功能实现：XFG1为Multisim软件自带的波形发生器,能产生不同频率的，占空比可调的三角波，正弦波和方波，所产生信号可代替被测外界周期信号，方便进行仿真。
74LS14D为有施密特触发器的六反相器，作用是将三角波或正弦波整形成方波，这里我们只用其中一个就行。
施密特反相器功能表如表1所示：表1其核心部分为施密特电路。
最新数字频率计的multisim仿真
计数信号
3A
QA14
4B
QB13
＋
5C
QC12
V1 100 Hz 5 V－
6
D
QD1174160N1 Nhomakorabea10
ENT
7 ENP 2 CLK
RCO15
3A
14
QA
4B 5C
QB13 12
QC
U7A 2
6
D
11
QD
74160N
10
ENT
7 ENP 2 CLK
RCO15
3A
4B 5C
3
U7B 4
6
D
14
QA
QB13 12
计数信号 清零信号
锁存信号
0.5 Hz 方波信号
图8-45 计数、锁存和清零信号时序关系
≥1 &
清零信号
U1 OR3
锁存信号
VCC
U2
5V
NAND3
1 Hz
＋V1 －2 Hz 5 V
0.5 Hz 0.5 Hz
U4A
U4B
14 1J 1Q12 7 2J 2Q9
1 1CLK
5 2CLK
3
13 10
8
1
U3
～C LR
9
～LOAD
4 32 1
10ENT 7 2 ENP
RCO 15
CLK
CLK
3A
Q A1 4
3
14
3
14
4B 5C 6
D
Q B1 3 12
A
4B
QC
5
Q D1 1
U6A
C
6D
QA
基于Multisim的数字频率计电路的设计与仿真
摘要本论文主要介绍应用Multisim2001软件进行数字频率计的设计与仿真。
数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，广泛应用于机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。
Multisim操作简单方便，易于学习和掌握。
应用Multisim2001软件可以进行电子电路的设计与仿真。
本论文通过数字频率计的设计与仿真反映了应用Multisim2001软件进行电子电路的设计与仿真提高了电子电路设计的效率，节省了设计者的时间、设备。
关键词：数字频率计 Multisim 设计与仿真目录前言第一章 Multisim2001软件简单介绍1.1 Multisim2001简介1.2 Multisim2001的用户界面1.2.1 菜单栏1.2.2 工具栏1.2.3 Multisim2001对元器件的管理1.3 在Multisim2001软件上绘制仿真电路1.3.1 绘制仿真电路的过程1.3.2 在Multisim2001软件上创建电路图第二章课题设计2.1 主要技术要求2.2 设计方案图2.3 电路简述2.4单元电路的设计与仿真致谢参考文献附件：附录图1 在Mutilsim中设计的总电路图附录图2 被侧信号100Hz时的仿真结果图附录图3 被侧信号45Hz时的仿真结果图前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。
电子计算机的飞速发展有效地解决了这个问题。
Multisim软件的良好信誉以及Multisim的卓越表现使之很快成为众多EDA用户的首选软件。
Multisim操作简单方便，易于学习和掌握。
并且能弥补设备种类和数量不足，充分扩展学生的思维空间，给他们更大的自由发挥的天地。
使学生可以根据不同需要无限制地进行各种电路分析实验，验证实验，常规实验，设计实验。
数字电子技术：简易数字频率计课程设计
数字电子技术课程设计题目：简易数字频率计学校：班级：姓名：学号：指导老师：目录1原理分析 (3)1.1晶振电路 (3)1.2分频电路 (3)1.3放大整形电路 (3)1.4控制电路...................................................................... 错误!未定义书签。
1.5 主控门 (3)1.6 计数及显示部分 (4)2方案论证 (4)2.1晶振电路 (4)2.2分频电路 (4)2.3放大整形电路 (4)2.4控制电路 (4)2.5 主控门 (4)2.6 计数及显示部分 (4)3电路的具体实现 (4)3.1晶振电路 (4)3.2分频电路 (5)3.3放大整形电路 (5)3.4控制电路 (5)3.5 主控门 (6)3.6 计数及显示部分 (6)4系统测试与分析 ................................................................. 错误!未定义书签。
4.1测试环境...................................................................... 错误!未定义书签。
4.2测试仪器 (9)4.3测试方法 (9)4.4测试数据 (9)4.5系统分析 (11)5总结 (11)参考文献 (11)附录 (11)简易数字频率计数器摘要：数字频率计是用于测量信号（方波、正弦波或其它脉冲信号）频率的仪器，并用十进制数字显示，它具有精度高，测量迅速，读数方便等优点。
关键词：频率测量、数字Abstract:Digital frequency meter is used to measure the signal (square wave, sine wave or other pulse signal) frequency of the instrument, and use the decimal figures, it has high precision measurement quickly, the advantages of easy reading.Keywords:Frequency Measurement、Digital1 、原理分析：脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲的个数，其表式为F=N/T，其中，F为被测信号的频率，N为计数器所累计的脉冲的个数，T为产生N 个脉冲所需要的时间。
基于Multisim9_0简易数字频率计的设计与仿真
图 3 放大整形电路仿真波形
2 . 2 时基控制电路的设计和仿真 在前述中创建局部电路如图 4所示 , 时基电路由 定时器 555构成的多谐振荡器产生, 通过控制按钮 A 或 Shift+ A 调节电位器 R13 的接入阻值, 使标准时间 [ 5] 信号 C lo ck 高电平的持续时间为 1s 。控制电路是 由单稳态触发器 SN74123N 组成, 在标准时 间信号 C lo ck 结束时, 由两个单稳态触发器 SN74123N 分别 产生锁存信号 CLK, 锁存信号 CLK 结束时产生清 0 信号 RD, 它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。 并且锁存信号 CLK 和清 0 信号 RD 的脉宽之和不 能超过标准时间信号 C lo ck 的低电平持续时间。另 外, 清零信号也可以由手动复位开关 J1 的按钮 B 来 控制, 开关 J1 闭合时 , 计数电路清 0 。两种方式清 零信号加在 U2A 与非门 74LS00N 的两个输入端 , 与 非门 74LS00N 的输出 即为 计数 电路 的清 0 信号 RD。电路中 U 2B 与非门 74LS00N 组成闸门电路, 其 作用是产生计数脉冲 CP。 当手动复位开关 J1 闭合 , 再打开时, 各信号之 间的时序关系如图 5 所示, 4 踪示波器的测量波形 为: A 通道是标准时间信号 C lock 的波形 , 其高电平 的持续时间为 1s; B 通道是锁存信号 CLK 的波形; C 通道是清 0 信号 RD 的波形 , 其波形第一个清零信 号正脉冲是由手动复位开关 J1 给出的 ; D 通道是计
声
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18
长
春
大
学
[ 2]
学
报
第 19 卷
5 结
简易数字频率计的设计与制作讲解
课程设计题目简单数字频率计的设计与制作学院自动化专业电气工程及其自动化班级电气XX姓名XX指导教师翁显耀2013 年X 月X 日课程设计任务书学生姓名：XX 专业班级：XX指导教师：翁显耀工作单位：武汉理工大学题目: 简单数字频率计的设计与制作初始条件：（1）要求用直接测量法测量输入信号的频率（2）输入信号的频率为1～9999H Z要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排：6月27日~6月30日：明确课题，收集资料，方案确定7月1日~7月4日：整体设计，硬件电路调试7月5日~7月8日；报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名： 2013年 6月 27 日目录摘要 (1)1．结构设计与方案选择 (2)1.1设计要求 (2)1.2设计原理及方案 (2)1.2.1方案一：利用单片机制作频率计 (2)1.2.2方案二：利用锁存器与计数器制作频率计 (3)1.2.3 方案确定 (4)2．单元电路的设计 (5)2.1脉冲信号的形成电路 (5)2.2时基电路和闸门电路 (6)2.3计数电路 (7)2.4锁存电路、译码电路和显示电路 (8)3．整体电路的设计 (9)3.1总电路分析 (9)3.2 总电路图 (9)4．电路的调测与分析 (10)4.1计数电路的调测 (10)4.2计数、显示电路的调测 (11)4.3调试电路的注意事项 (11)5．所用芯片及其它器件说明 (11)5.1 555定时器 (11)5.1.1 555构成的施密特触发器 (13)5.1.2 555构成的多谐振荡器 (14)5.2 74LS273锁存器 (14)5.3 74LS90计数器 (15)5.4 数码译码显示器 (18)5.4.1 七段译码管 (18)5.4.2 BCD 码七段译码驱动器 (19)结束语 (22)参考文献 (23)附录_元件清单列表 (24)摘要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。
数字频率计数器的设计(要点说明
1.实习目的电子线路实习时了配合模拟电子技术基础课程的教学而开设的。
采用EAD技术中的multisim软件来对模拟电路进行仿真运行，让学生完成EDA技术方面的初步训练，培养起掌握新技术的能力，以适应当今电子技术的飞速发展。
以计算机仿真为基础的电子设计自动化即EAD技术已成为当代电子电路及集成电路设计中不可缺少的重要手段。
multisim是一个优秀的电子技术训练工具，利用它可以更灵活的进行电路实验，并在实验室难以达到的实验条件下进行模拟，从而提高学生设计和分析电路的能力。
通过综合性设计能使学生会解决较复杂实际问题的能力，为其后续课程的学习和以后从事实际工作打下坚实的基础。
2.实习容2.1 multisim简介Multisim 11是IIT公司推出Multisim 11之后的Multisim最新版Multisim11提供了全面集成化的设计环境，完成从原理图设计输入、电路仿真分析到电路功能测试等工作。
当改变电路连接或改变元件参数，对电路进行仿真时，可以清楚地观察到各种变化对电路性能的影响。
EDA是在计算机辅助设计技术的基础上发展起来的计算机软件系统。
与早期的CAD软件相比，EDA软件的自动化程度更高，功能更完善，运行速度更快，而且操作页面友善，有良好的数据开放性和互换性。
电子工作平台Electronice Workbench 软件是加拿大 Interactive Image Technologies 公司于八十年代末，九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件。
它具有一些特点：（1）.采用直观的图形界面创造电路，在计算机屏幕上模拟真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元件，电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上获取。
（2）.软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实事显示测量结果。
（3）.EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。
（4）.作为设计工具，它可以同其他电路分析.设计和制板软件交换数据。
实验六 基于Multisim 8的数字频率计 仿真设计22页PPT
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
仿真设计
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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m u l t i s i m简易数字
频率计
哈尔滨工业大学
简易频率计的仿真设计
目录
1．设计要求 (3)
2.电路工作原理 (3)
频率计总电路图如下所示： (4)
4. 电路的测试 (7)
5. 分析与评价 (9)
附录：元器件清单 (10)
1．设计要求
本次设计任务是要求设计一个简易的数字频率计，即用数字显示被测信号频率的仪器，数字频率计的设计指标有：
1. 测量信号：正弦信号、方波信号等周期变化的物理信号；
2. 测量频率范围：0Hz~9999Hz；
3. 显示方式：4位十进制数显示。
2.电路工作原理
频率计总电路图如下所示：
频率计的基本原理：通过将被测周期信号整形为同频率的方波信号后，利用555定时器组成的振荡电路所产生的频率为1Hz的标准方波，作为基准时钟，与被整形后的方波信号一起经过闸门电路处理输入计数电路，再利用74LS90N的十进制计数功能进行级联计数，计数后输入8位数据/地址锁存器74LS273N以实现锁存和清零功能，最后输入到译码显示电路中，用BCD7段译码器显示出来，这样就实现了对被测周期信号的频率测量并显示的功能。
频率计的工作原理流程图如下所示：
脉冲形成电路闸门电路计数译码显示电路
门控电路
时间基准信号发生器
3.电路组成介绍
3.1脉冲形成电路
脉冲形成电路由信号发生器与整形电路组成，输入信号先经过限幅器，再经过施密
特触发器整形，当输入信号幅度较小时，限幅器的二极管均截止，不起限副作用。
由555
组成的施密特触发器对经过限幅器的信号进行整形得到标准的方波信号。
线路图如下所示：
3.2闸门电路
闸门电路的作用是控制计数器的输入脉冲，在电路中用一个与非门来实现（如下图所标注）。
当标准信号（正脉冲）来到时闸门开通，被侧信号的脉冲通过闸门进入计时器计数；正脉冲结束时闸门关闭，计数器无时钟脉冲输入。
3.3 时基电路
时基电路是由555定时器构成的振荡器组成，其功能为产生标准时间为1秒的脉冲，选取振荡器的频率，其中高电平的时间为t1=1秒，低电平时间为0.25
秒。
利用t1=0.7(R1+R4)C2，t2=0.7R4C2。
选取
CCD=100uF，则R4=3.57kΩ，R1=10.7k
Ω。
闸门电路
3.4计数译码器显示电路
计数译码器显示电路由74LS90N、74LS273N、74LS47以及显示器组成。
计数电路是用74LS90N十进制计数器构成，输出4位二进制数；74LS273N用来实现锁存和使计数器清零的功能，在时基电路脉冲的上升沿到来时闸门开启，计数器开始计数，在同一脉冲的下降沿到来时，闸门关闭，计数器停止计数。
74LSI7为译码器，其功能是将来自
74LSI73N的所存结果译码后输送到显示器。
显示器的功能是将信号频率以数字形式显示
出来。
计数译码器显示电路线路图如下所示：
4. 电路的测试
译码器锁存器
计数器
在Multisim10.0中利用示波器测试各个分支电路的波形图，测试脉冲生成电路、时基电路等是否正常工作。
（1）信号发生器产生的波形如下：
（2）经整形后的待测方波信号
（3）标准时钟信号波形
（4）测频结果显示
5. 分析与评价
所设计的频率计将被测周期信号整形为同频率的方波信号后，利用555定时器组成的振荡电路所产生的频率为1Hz的标准方波，作为基准时钟，与被整形后的方波信号一起经过闸门电路处理输入计数电路，再利用74LS90N的十进制计数功能进行级联计数，
输入锁存器74LS273N以实现锁存和清零功能，最后输入到译码显示电路中显示出来，实
现对被测周期信号的频率测量并显示的功能。
经过电路仿真运行以及对各个分支电路的测试可以得出，所设计的频率计能够成功的测出待测信号的频率值。
电路优点：所设计的频率计电路虽然有些复杂繁琐，但是原理比较简单，而且用到的都是数字电路基本器件，总体结构也比较清晰。
电路缺点：所设计的频率计测得的频率值只能精确到整数部分，精度有待提高。
附录：元器件清单。