一种多功能计数器的设计
多功能计数器设计
2011- 2012学年第一学期《单片机原理及接口技术》课程设计报告题目：多功能计数器设计专业：通信工程班级：电气工程系09通信2班姓名： 2222指导教师： 2222成绩：电气工程系2011 年12月15日课程设计任务书摘要近年来，高精度频率测量仪器广泛应用在晶体和晶体振荡器等需求量大和要求高精度的行越来越多的电子产品要求具备高性能和低功耗的特点，一般精度的测量仪器不能满足对其测量要求，而高精度仪器成本由过高。
因此，亟待设计一种测量精度高、成本低的多功能测量仪器以满足大众需求。
而我们设计的这款多功能测量仪器具有设计精良、易操作、精度高、成本低的特点，具有良好的市场前景和经济效益。
众所周知，频率、周期、相位是交流信号的3大要素。
一般情况下，分析交流信号需研究其频率与相位，而周期可直接由频率计算。
对于正弦信号的频率、相位测量准确度的要求不断提高，而随着电子技术的发展，对其测量方法仍不断改进完善。
较早采用直接频率测量的测频法，为了保证测试精度，一般低频信号采用测周期法，而高频信号采用测频法，测量很不方便。
而相位测量最初采用测量信号一个周期参数的方法，该方法精度适用于低频，而高频时误差变大。
该多功能计数器采用等精度测量法来测量信号频率，同时采用基于单片机和FPGA的计数相位测量方法完成精确相位测量，并能在液晶显示器实时显示当前信号的频率、周期和相位差。
该计数器将正弦信号频率和相位的测量于一体，精度高，实用性强。
关键字：频率周期相位多功能计数器目录一、多功能计数器特点和技术指标1.1多功能计数器主要特点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 51.2多功能计数器技术指标- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - -5二、方案设计论证2.1系统总体方案- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 62.2频率(周期)的测量- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 62.3相位测量- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 72.4时间的间隔测量- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - 7三、系统的软硬件设计3.1系统硬件电路设计3.1.1 程控放大电路- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - -83.1.2过零比较电路- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - -93.2系统软件设计四、系统测试与误差分析4.1系统测试- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - -- - -104.2误差与结果分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -11五、课程设计结束语附录参考文献一、多功能计数器特点和技术指标：1.1多功能计数器主要特点：1.单片机控制2.等精度测量3.测量速度20次／秒4.高性价比，高可靠性5.PPM测量时F0可任意设置6.晶体行业专用PPM调频计7.A通道具有低通滤波器和20倍衰减功能8.10位LED显示（8位数据位，2位指数值） 11.新型导电橡胶轻触式按键，外形美观大方1.2多功能计数器技术指标：功能测频、测周、计数、自校计数容量10(8) -1灵敏度1Hz～10Hz (40mVrms)10Hz～10MHz/100MHz (20mVrms)低通滤波器截止频率约1MHz/100kHz阻抗A通道：1M Ω /40pF B通道：50Ω最大输入幅度A通道：交流加直流≤250Vp-pB通道：≤3Vp-p波形适应性正弦波、脉冲波、三角波耦合方式AC 耦合分辨率闸门时间10ms 显示6位闸门时间100ms 显示7位闸门时间1s 显示8位闸门时间10s 显示8位测量误差±时基准确度±触发误差×被测频率（或周期）± LSD时基标称频率：10MHz二、方案设计论证2.1系统总体方案根据设计任务和要求，本计数器在硬件上由电源模块、预处理模块、分频器、C8051芯片、LCD、键盘、温度测量模块、语音模块等部分组成，如图2-1所示。
简易计数器的设计与制作
简易计数器的设计与制作该计数器可实现按键计数、增减控制、手/自动清零等功能。
需要准备下列元件：共阴极7段数码管、按键开关、4511（BCD锁存/7段译码/驱动器）、4516（可预置4位二进制加/减计数器）、40106(或7414，六反相施密特触发器)、4001（或7400，四2输入与非门）、4093（或74132，四与非施密特触发器）以及面包板、电阻、电容若干。
另外还需要准备+5V稳压电源一台，或自制电源模块.本电路以计数器集成块为核心，其输人为：计数、清零、增减切换三个按键，其输出经译码驱动器处理后，由数码管显示。
原理框图如下图所示。
一、计数器根据设计要求能增减计数，应选用可逆计数器，本设计选用可预置4位二进制加/减计数器4516，如下图。
计数脉冲从CP输入，每到来1个脉冲上升沿，二进制输出数据改变1。
如果U/D端为高电平，就增加1；反之减少l。
RD为异步清零端，RD为高电平时、计数器清零。
本设计就是要对这三个输入端进行控制。
此外，其他控制端也应合理设定：LD为异步数据预置控制端，当LD高电平时，DO～D3上的数据置入计数器中，为计数控制端，控制计数器的计数操作，CI=O时、允许计数，CI=1时、保持。
至于究竟设置为高电平还是为低电平，请自行考虑。
二、按键控制按键开关一般有两种接法，一种是平时为低电平，按下变成高电平，如下图(a)所示，图中A点为控制信号输入端子；另一种相反，平时高，按下后变低，如下图(b)所示。
读者可自行选择脉冲按键的接法，但清零键必须按(a)图接，读者可自行分析其原因。
三、译码驱动计数器输出的4位二进制数据不能直接送至数码管进行显示，并且4516也无法驱动点亮发光二极管。
本设计选用7段译码/驱动器4511，引脚排列下如图所示。
其中Al、A2、A3、A4为BCD码输入，A1为最低位。
LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码'8'，各笔段都被点亮以检查显示器是否有故障。
多功能计数器论文
2008年山东省大学生电子设计大赛编号 F乙7602《 F题多功能计数器》参赛学生：周明明杨金伟曹旗开指导老师：刘晓明孙玉梅田敬成参赛院校：烟台南山学院所学专业：应用电子技术2008年山东省“ZLG杯”大学生电子设计竞赛F题简易多功能计数器摘要本设计共分电源、单片机控制模块、信号前向通道处理模块、键盘、液晶显示模块、模数（A/D）转换模块、语音播报模块、测温及时钟八个模块。
以AT89C52单片机为控制模块核心，对多功能计数器可编程控制，实现周期、频率、时间间隔的测量。
同时可实现对测量结果、时钟、温度及被测信号幅度的液晶显示及语音播报。
关键词：多功能周期频率时间间隔测量语音播报AbstractThe design consists of power, MCU control module, before the signal to channel processing module, keyboard, LCD Module (A / D) converter modules, voice on several modules, temperature and clock module eight modules. AT89C52 MCU to control module for the control of the core, the counter-programmable control, and cycle, frequency, time interval measurement. At the same time can be realized on the measurement results, clock, temperature of the liquid crystal display and voice broadcast. Key words: cycle-time interval measurement frequency voice broadcast目录摘要---------------------------------------------------------2一方案设计与论证--------------------------------------------------------41.1计数法测量周期原理-------------------------------------------------41.2计数法测量时间间隔原理---------------------------------------------51.3总体设计方案比较与选择---------------------------------------------5 二模块电路设计及比较----------------------------------------------------72.1 电源模块----------------------------------------------------------72.2 前向信号通道处理模块----------------------------------------------82.3液晶显示模块-------------------------------------------------------92.4 键盘控制模块------------------------------------------------------112.5 A/D转换模块 -----------------------------------------------------112.6 语音报温模块（发挥）----------------------------------------------122.7 时钟模块（发挥）--------------------------------------------------132.8 测温模块（发挥）--------------------------------------------------14 三软件方案设计----------------------------------------------------------153.1主程序流程方框图--------------------------------------------------153.2语音播报程序方框图------------------------------------------------163.3 Keil C程序------------------------------------------------------17 四数据处理---------------------------------------------------------------224.1 测试数据分析------------------------------------------------------224.2 实测中误差分析与处理----------------------------------------------22 五电路原理图-------------------------------------------------------------245.1 系统原理图--------------------------------------------------------245.2 系统PCB图--------------------------------------------------------255.3 Multisim 仿真图---------------------------------------------------265.4作品实物图---------------------------------------------------------29 参考文献-------------------------------------------------------------------30一.总体方案设计比较与选择1.1计数法测量周期原理周期是频率的倒数，电子计数器能测量信号周期，通过计算得到待测信号的频率。
多功能数字计时器设计
电工电子综合实验（Ⅱ）实验报告多功能数字计时器设计姓名：I、设计要求一、实验目的1.掌握常见集成电路的工作原理和使用方法。
2.培养学生分析问题解决问题的能力。
3. 提高学生设计单元电路的，调试电路的实验技能二、实验内容及要求1. 应用CD4511BCD码译码器﹑LED双字共阴显示器﹑300Ω限流电阻设计﹑安装调试四位BCD译码显示电路实现译码显示功能。
2. 应用NE555时基电路、3KΩ、1KΩ电阻、0·047UF电容和CD4040计数分频器设计，安装，调试秒脉冲发生器电路（输出四种矩形波频率 f1=1HZ f2=2HZ f3≈500Hz f4≈1000Hz）。
3. 应用CD4518BCD码计数器、门电路，设计、安装、实现00′00″---59′59″时钟加法计数器电路。
4. 应用门电路，触发器电路设计，安装，调试校分电路且实现校分时停秒功能（校分时F2=2Hz）。
设计安装任意时刻清零电路。
5. 应用门电路设计、安装、调试报时电路59′53″，59′55″，59′57″低声报时（频率f3≈500Hz）,59′59″高声报时（频率f4≈1000Hz）。
整点报时电路。
H=59′53″·f3+59′55″· f3+59′57″·f3+59′59″·f46.联接试验内容 1.—5.各项功能电路，实现电子计时器整点计时﹑报时、校分、清零电路功能。
三、实验要求设计正确、布局合理、排线整齐、功能齐全。
四、实验器材：1、集成电路：NE555 一片(多谐振荡)CD4040 一片（分频）CD4518 两片（8421BCD码十进制计数器）CD4511 四片（译码）74LS00 三片（与非）74LS20 一片（4输入与非）74LS21 两片（4输入与门）74LS74 一片（D触发）2、电阻：1KΩ一个3KΩ一个300Ω二十八个3、电容：0.047uf 一只4、共阴极双字屏两块五、器件引脚图及功能表1．CD4511图 CD4511引脚图2、共阴双字显示器3、NE555NE555功能表如下：(引脚4 )V4、CD40405、CD4518CD4518逻辑功能如表所示。
基于PLC的多功能乒乓球颠球计数器的设计
SOFTWARE 软 件2020第41卷 第11期2020年Vol. 41, No.11700IE 和开关电源模块。
图1 乒乓球颠球计数器硬件结构框图Fig.1 Block diagram of the hardware structure of thetable tennis ball counter2 颠球信号的检测与放大颠球信号使用压电陶瓷蜂鸣片来进行检测，将检测图3 主程序顺序功能图Fig.3 Sequence function diagram of the main program作者简介：孙慧（1984―），女，江苏徐州人，本科，讲师，研究方向：电气工程及其自动化。
通讯作者：汤宇（1986―），男，江苏宿迁人，本科，高级讲师，研究方向：电气工程及其自动化。
基于PLC 的多功能乒乓球颠球计数器的设计孙慧 汤宇设计研究与应用孙慧 汤宇：基于PLC的多功能乒乓球颠球计数器的设计3 PLC控制程序的设计PLC控制程序主要包括主程序和定时器0中断程序两部分，主程序主要实现计数器4种工作模式的选择，即模式一：单人挑战赛；模式二：双人挑战赛；模式三：单人计时赛；模式四：双人计时赛。
触摸屏输出指令可实现不同模式下的启动、暂停和清零功能，主程序顺序功能图如上页图3所示。
定时器0中断服务程序主要实现模式一和模式二工作状态下的顺计时功能，模式三和模式四工作状态下的倒计时功能，中断服务程序如图4所示。
图4 定时器0中断服务程序Fig.4 Timer 0 interrupt service routine4 HMI 组态设计SMART 700IE支持与SMART CPU ST20之间进面，开机画面、主画面、单人挑战赛画面、双人挑战赛画面、单人计时赛画面、双人计时赛画面。
其中后四个画面中分别组态有启动、暂停和清零等按钮触发功能，颠球的计数值和时钟的计时值实时显示在画面中，而且计时值的起始时间可以通过屏幕键盘进行人工设定，如图5所示。
多功能计数器的设计
1引言近年来,高精度频率测量仪器广泛应用在晶体或晶体振荡器等需求量大和要求高精度的行业。
越来越多的电子产品要求具备高性能和低功耗的特点,通常一块印刷电路板会布置多个晶体或晶体振荡器。
一般精度的频率测量仪不能满足对其测量要求,而满足测量要求的仪器又都是作为频率计量基准,应用于国家科研院所。
这些仪器设计复杂、体积庞大、价格昂贵,很难在短期内推广。
因此,设计一款测量精度高、成本较低的频率测量仪显得十分必要。
这里介绍的计数器设计精良，操作简便,精确度高，测量范围广,LCD 荧幕全功能显示,兼具备测频、测相功能，且成本较低，并具有良好的市场前景及经济效益。
2方案分析2.1频率测量方法频率测量有直接测频法、测周法和等精度测频法3种方法。
直接测频法是利用计数器记录待测低频信号在闸门时间内通过的周期数；测周法记录在以高频信号为门限的高频标准时钟的数量。
等精度测频法的精确门限由被测信号和预置门控制，整个频段内测得高精度稳定频率。
因此，这里选用等精度测频法来测量频率和周期[1]。
2.2相位测量方法相位测量有波形分析法、相位电压转换法和计数法。
波形分析法是同时对输入的两路信号等间隔采集并计算波形数据的最大值或最小值的时间间隔，但需大量软件处理，不易实现；相位电压转换法采用低通滤波和高要求的积分回路；计数法是将两路信号经整形异或后，所得脉冲的占空比能反映相位差大小，采用多周期同步计数法，可大大减小量化误差。
因此，选取计数法测量相位。
2.3等精度测频法[2]分析待测信号F x 和预置门（Gate_p ）控制精确门（Gate ）。
Gate_p 内的第一个F x 的上升沿到来时Gate 开启，在Gate_p 结束后的第一个F x 的上升沿时刻，Gate 关闭。
在Gate_p 内，分别对待测信号F x 和高频标准脉冲F O 计数，计数值分别为N A 和N B 。
被测频率F x =（N A /N B ）F O ，取F O =40MHz 。
多功能计数器论文
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘要本文主要从硬件和软件两方面介绍了MCS-51系列单片机多功能计数器的设计思路，简单说明如何实现对计数的功能，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。
本设计共分电源、单片机控制模块、信号前向通道处理模块、键盘、液晶显示模块、模数（A/D）转换模块、语音播报模块、测温及时钟八个模块。
以51系列单片机为控制模块核心，对多功能计数器可编程控制，实现周期、频率、时间间隔的测量。
同时可实现对测量结果、时钟、温度及被测信号幅度的液晶显示及语音播报。
本设计介绍的单片机多功能计数器系统的主要内容包括：系统方案、元器件选择、系统理论分析、硬件设计、软件设计、系统调试及主要技术性能参数。
关键词多功能；周期；频率；时间间隔；测量；语音播报-1-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）-2-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）AbstractThis paper mainly from two aspects of hardware and software design of MCS-51 series single chip multi-function counter, illustrates how to realize the function of count, and the hardware schematic diagram and program block diagram for a simple description. The design consists of a power supply, a single-chip control module, signal processing module, the keyboard forward channel, liquid crystal display module, analog-to-digital (A/D) conversion module, voice broadcastmodule, temperature measurement and clock module eight. With 51 seriesmicrocontroller as the core control module, the multifunctional counterprogrammable control, measurement of the cycle, frequency, time interval. At the same time, can realize the liquid crystal on the measurement results, the clock,temperature and the measured signal amplitude display and voice broadcast.The main content of multi-function counter system based on the design of thesystem, including: the component selection, system analysis, hardware design,software design, system debugging and the main technical performanceparameters.Keywords Multi，Cycle，Frequency，Time interval measurement，Voice broadcast-3-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘要 (1)Abstract (3)第1章绪论 (6)1.1 单片机概述 (6)1.1.1 单片机历史 (6)1.1.2 单片机的基本结构 (6)1.1.3 单片机的应用领域 (8)1.2计数器概述 (10)1.2.1 计数器的技术背景与发展趋势 (10)1.2.2 电子计数器的分类 (10)1.2.3 电子计数器工作原理和基本功能 (11)第二章方案设计和论证 (12)2.1计数器计数原理 (12)2.2 多功能计数器总体设计方案 (12)2.3 多功能计数器测频率 (14)2.3.1 基本工作原理 (14)2.3.2 电路设计 (14)2.3.3 电路分析 (15)2.3.4 理论分析 (16)2.3.5 软件设计 (17)2.3.6 测试与结果分析 (18)本章小结 (19)第三章模块电路设计及比较 (19)3.1 89c52单片机的选型 (19)3.2电源模块 (21)3.3 前向信号通道处理模块 (22)图3-8 TLC1543引脚图 (26)3.7语音报数模块（发挥） (26)3.8 时钟模块（发挥） (27)3.9 测温模块（发挥） (28)本章小结 (29)第四章通信方案设计 (30)4.1 SN75176 485 芯片的控制端的设计 (30)-4-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）4.1.1SN75176 485 芯片的控制端的设计 (31)4.1.2 隔离光耦电路的参数选取 (31)4.1.3 485总线输出电路部分的设计 (32)4.2 计算机通讯协议 (32)4.3 组态王的通讯配置 (33)4.4 单片机通讯软件设计 (34)本章小结 (34)第五章软件方案设计 (35)5.1 主程序流程方框图 (35)5.2语音播报子程序流程方框图 (37)5.3Keil C程序 (38)5.4 RS485通信程序 (45)本章小结 (51)第六章数据处理 (52)6.1 测试数据分析 (52)6.2 实测中误差分析与处理 (52)本章小结 (52)第七章电路原理图 (53)7.1 系统原理图 (53)7.2 系统PCB图 (54)7.3 Multisim 仿真原理图和仿真结果 (55)本章小结 (57)结论 (58)-5-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）第1章绪论1.1 单片机概述1.1.1 单片机历史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段。
10位计数器的设计原理
10位计数器的设计原理
10位计数器是一种数字电路，可以用来计数从0到9的十个数字。
它通过使用10个触发器和适当的逻辑门电路来实现。
设计原理如下：
1. 使用10个D触发器，每个触发器有一个输入端D和一个时钟端CLK。
触发器的输出端连在下一个触发器的D输入端上，形成级联结构。
第一个触发器的D输入端连接到一个时钟信号，作为计数器的时钟输入。
2. 设置一个异步清零信号，并连接到所有触发器的清零输入端。
该信号用于将计数器重置为0。
3. 为了实现加法运算，还需要为每个触发器设计逻辑电路，将其输出与当前计数值相加。
这样，当每个触发器的输出从1变为0时，下一个触发器将加1。
4. 设计一个比较器电路，将计数器的输出与9进行比较。
当计数器的输出等于9时，比较器输出一个高电平信号，用于停止计数。
通过以上设计原理，可以实现一个十位计数器。
当时钟信号输入时，计数器开始计数，每次加1，直到计数器达到9，然后停止计数。
可以通过异步清零信号将计数器重置为0，从而重新开始计数。
计数器设计
计数器设计1. 引言计数器是一种常见的设备，用于统计和记录事件的发生次数。
它广泛应用于各个领域，如工业控制、计时器和计量器等。
本文将介绍计数器的基本原理和设计过程，并使用Markdown文本格式输出。
2. 计数器的基本原理计数器是一种递增或递减的数值设备，它通过一系列的触发器和逻辑门来实现。
在计数器中，触发器用于存储和更新计数值，逻辑门用于控制计数的增加或减少。
计数器通常可以实现二进制、十进制和BCD等不同的计数方式。
常见的计数器类型包括：•同步计数器：所有触发器同时更新，适用于高速计数。
•异步计数器：触发器逐个更新，适用于较低的计数速度。
3. 计数器的设计计数器的设计过程一般包括以下步骤：步骤 1: 确定计数器的功能在设计计数器之前，首先需要确定计数器的功能需求。
例如，确定计数器需要实现递增还是递减计数，确定计数的进制方式等。
步骤 2: 确定计数器的比特数计数器的比特数决定了计数器能够表示的最大计数值。
比特数越大，计数器能够表示的计数范围就越大。
根据需要，确定计数器的比特数。
步骤 3: 选择触发器类型根据计数器的功能需求和比特数，选择合适的触发器类型。
常见的触发器类型包括D触发器、JK触发器和T触发器等。
步骤 4: 确定计数器的逻辑门实现根据计数器的功能需求和比特数，确定计数器的逻辑门实现。
根据需要，可以使用与门、或门、非门和异或门等逻辑门。
步骤 5: 连接触发器和逻辑门根据选定的触发器类型和逻辑门实现，将触发器和逻辑门按照相应的电路图进行连接。
步骤 6: 进行计数器仿真和调试完成计数器的连接后，进行仿真和调试。
通过仿真和调试，可以验证计数器的设计是否符合预期，并进行必要的调整和改进。
4. 示例计数器设计以下是一个示例计数器的设计过程。
该计数器是一个4位的二进制递增计数器。
1.确定计数器的功能：递增计数。
2.确定计数器的比特数：4位。
3.选择触发器类型：D触发器。
4.确定计数器的逻辑门实现：使用与门、或门和非门实现逻辑功能。
多功能计时电路的设计
研究生电类综合实验（C1）院系：材料科学与工程学院姓名：张雪学号：指导教师：蒋立平实验日期：电话：成绩：____________________多功能计时电路的设计——数字钟1.设计内容简介要求大家运用所学集成电路的工作原理和使用方法，学会在单元电路的基础上进行小型数字系统设计。
要求设计一个数字计时器，可以完成0分00秒—9分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下具有开机清零、快速校分功能。
采用中小规模集成电路实现，培养大家分析问题解决问题的能力，提高大家设计电路、调试电路的实验技能。
设计制作一个0分00秒～9分59秒的多功能计时器，设计内容如下：1)设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲（1HZ）。
2)设计计时电路：完成0分00秒～9分59秒的计时、译码、显示功能；3)设计清零电路：具有开机自动清零功能，并且在任何时候，按动清零开关，可以对计时器进行手动清零。
4)设计校分电路：在任何时候，拨动校分开关，可进行快速校分。
（选做）5)系统级联。
将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。
2.总体电路连接图图1.0总体电路连接图3.实验原理及框图图1.1 三位计时器示意图计时电路示意图如图1.1所示，计时电路完成计时功能，并且将计时结果传送至显示电路，进而实现显示功能。
原理框图如图1.2所示，主要由计时电路，秒信号发生电路，清零电路和译码显示电路组成。
计时电路在秒信号的作用下，产生0:00~9:59的循环计时，清零电路控制计时电路的清零端，实现时钟的清零，最终将计时电路的输出送至译码显示电路，实现时钟的显示。
图1.2 数字钟的原理框图4 单元电路设计1．秒信号发生电路图1.3 秒信号发生电路秒信号发生电路为计时电路提供驱动信号，电路原理如图1.3所示。
为提供较为精确的秒信号，本设计中振荡电路采用215Hz的石英晶体管为主体的晶振电路，并作为电路的秒信号源。
由于振荡电路产生的源信号为215Hz，而秒的基准信号频率为1Hz，则需要对215Hz信号进行分频，得到1Hz信号。
多功能数字计时器实验报告.
多功能数字计时器实验报告姓名：***学号：************专业：信息对抗指导老师：***实验时间：2015年9月18日目录1.电路基础功能设计要求介绍2.电路原理简介3.单元电路设计3.1脉冲发生电路3.2计时电路3.3译码显示电路3.4清零电路3.5校分电路3.6报时电路4.总电路图5.拓展电路5.1启停电路5.2动态显示电路6.附录6.1元件清单6.2芯片引脚图和功能表7.实验感受与体会8.参考文献一、电路基础功能设计要求介绍设计制作一个0分00秒～9分59秒的多功能计时器,设计要求如下:a.设计一个脉冲发生电路,为计时器提供秒脉冲（1HZ）,为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号（1KHZ、2KHZ）；b.设计计时电路:完成0分00秒～9分59秒的计时、译码、显示功能；c.设计清零电路:具有开机自动清零功能,并且在任何时候,按动清零开关,可以对计时器进行手动清零.d.设计校分电路:在任何时候,拨动校分开关,可进行快速校分.（校分隔秒）e.设计报时电路:使数字计时器从9分53秒开始报时,每隔一秒发一声,共发三声低音,一声高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音（频率1kHz）,9分59秒发高音（频率2kHz）f.系统级联.将以上电路进行级联完成计时器的所有功能.二、电路原理简介工作原理:由振荡器产生的稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,再经分频器输出标准秒脉冲.秒个位计数器记满10后向秒十位计数器进位,秒十位计满6后向分进位同时置零. 计数器的输出经译码器送显示器.记时出现误差时可以用校时电路进行校分.扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。
数字计时器由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路、校分电路、清零电路和报时电路这几部分组成。
其原理框图如下：三、单元电路设计1.脉冲发生电路脉冲信号发生电路完成为计时电路提供计数脉冲的功能。
实验中采用32768Hz的石英- 4 - 晶体多谐振荡器作为脉冲信号源。
多功能计时器的设计
一．设计要求：(1)任务设计并制作一个可以完成足球、篮球比赛及其他用处途的多用计时装置。
(2)设计要求1)基本要求①LED数码管显示计时结果；②适用于足球、篮球各种倒计时要求；③根据比赛要求设置相应的按键；④电源由外部提供，+5V；⑤计时时间到报警。
2)发挥要求①改用LCD显示；②增加其他计时功能；③由6V电池供电（稳压电源提供）；④时间到乐曲报警；⑤整体电路效率>60%；⑥计时精度1s/h。
二．系统实现：本系统由软件与硬件仿真电路两部分组成，通过keil与protues联调实现足球、篮球计时的各种要求。
系统由LCD1602显示，七个按键控制开始暂停选择等功能。
硬件仿真电路图三．主要硬件部分设计与选型LCD1602显示器为了获得更好的效果本设计并没有采用常见的LED，而是采用了型号为LM016L的LCD。
LCD有LED数码显示更好的更的直观效果，也更加经久耐用。
液晶显示模块体积小功耗低、显示内容丰富，现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件之一了。
本LCD是2行16列液晶可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口（共14线），工作电压为5V。
没背光，和常用的1602B功能和引脚一样（除了调背光的二个线脚）. 该模块也可以只用D4-D7作为四位数据分两次传送。
这样的话可以节省MCU的I/O口资源。
引脚说明：VDD：电源正极，－，通常使用5V电压。
VL：LCD对比度调节端，电压调节范围为0－5V。
接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K 的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地。
RS：MCU写入数据或者指令选择端。
MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平。
R/W：读写控制端。
R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据。
E：LCD模块使能信号控制端。
多功能计数器课程设计
1、题目及内容要求题目：多功能计数器：内容要求：设计一个20进制多功能计数器，实现从0～19连续变化和0～38偶数变化的递增与递减功能，两位数码管显示计数值。
2、设计思路使用KHF—3型CPLD/FPGA实验开发系统，因为系统无法提供秒脉冲，故选用10MHz 的方波时钟源，对其进行分频，使之产生占空比为50%的1Hz的方波时钟源作为计数器的时钟输入。
将整个计数器分个三模块进行设计：1Hz方波时钟源模块（clkdiv）、可逆计数模块（CNT）和两位七段译码器模块(seg7)，先将各模块的程序设计出来，编译并仿真通过后，用例化语句实现三个模块的连接，再进行编译与仿真，就能实现该多功能计数器的设计要求。
系统的逻辑功能可用下面的框图表示出来：系统方框图3、设计方案3.1、1Hz方波时钟源模块（clkdiv）选用10MHz的方波时钟源，对脉冲进行计时，当计满5M个时钟脉冲时，对输出端口进行取反，即可获得1Hz的时钟脉冲源。
脉冲的计算：100×100×100×5=5000000(5M)程序中clk为10MHz时钟信号输入端口，clk_div为分频时钟信号输出端口，clk与clk_div 都为一位二进制数。
因为软件与计算机功能限制，无法对其进行仿真与波形输出，只能通过在编译后，下载到器件上进行验证。
1Hz方波时钟源源程序及注释如下：LIBRARY IEEE;LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY clkdiv ISPORT(clk:IN STD_LOGIC;clk_div:BUFFER STD_LOGIC );END ENTITY clkdiv;ARCHITECTURE one OF clkdiv ISSIGNAL clk_div2,clk_div4,clk_div6,clk_div7:STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); BEGINPROCESS(clk)BEGINIF clk'EVENT AND clk='1'THENIF clk_div2="1100011" THEN clk_div2<=(OTHERS=>'0');ELSE clk_div2<=clk_div2+1;END IF; --计算100个脉冲;IF clk_div2="1100011" THEN clk_div4<=clk_div4+1;ELSIF clk_div4="1100011" THEN clk_div4<="0000000";END IF; --计算10000个脉冲;IF clk_div4="1100011" THEN clk_div6<=clk_div6+1;ELSIF clk_div6="1100011" THEN clk_div6<="0000000";END IF; --计算1000000个脉冲; IF clk_div6="1100011" THEN clk_div7<=clk_div7+1;ELSIF clk_div7="0000101" THEN clk_div7<="0000000"; --计算5000000个脉冲; clk_div<=NOT clk_div; --对输出进行取反; END IF;END IF;END PROCESS;END;3.2、可逆计数模块（CNT）将整个模块再分成四个单元模块：0～19递增单元模块、0～38递增单元模块、19～0递减单元模块和38～0递减单元模块，再设计一个控制端，利用不同的状态对四个单元模块进行选择，以实现四种计数的切换选择，实现多功能计数的要求。
最新多功能计算器的设计与实现设计(
1
1.1
1.1.1
单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要Байду номын сангаас的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
关键词：STC89C52；计算器；时钟日历芯片DS1302；温度传感器DS18B20
Abstract
In today's society, with the constant improvement of the people material life, electronic products has entered into every family, whether in life or study, or entertainment and recreation almost everything without electronic products. Large, complex calculation ability is not up to the brain, and relatively easy to get wrong. Calculator as a fast general-purpose computing tools make it easy to use for the user. Calculator is one of People's Daily are very familiar with electronic products, at the same time, temperature and time are two elements in people's lives. This design is to analyze emphatically the calculator software and hardware development process in the link and steps, attached two functions, namely, time and temperature, for the life of people brought convenient. The design system by the clock/calendar circuit, LCD display circuit, button adjust circuit and temperature detection circuit four parts. Concrete implementation on the hardware system platform USES the microcontroller STC89C52, LCD display LCD1602, clock chip DS1302 and temperature sensor DS18B20 and keyboard, form a multi-function calculator system. 52 series microcontroller technology is mature, powerful, wide application. Using single chip microcomputer as control core, can simplify the hardware circuit, single-chip microcomputer using software programming control can realize the function of hardware circuit, reduce the energy consumption and reduce costs.
简易多功能计数器设计
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊简易多功能计数器摘要：本系统以 Atmel 公司的AVR-mega16为控制核心，函数信号发生器的信号分两路进入单片机，利用mega16内部的定时计数器T/C1的输入捕捉功能来实现高精度的周期测量。
由单片机产生时基信号、完成电路中待测信号的计数、译码和显示，以及对分频比的控制。
该计数器能够接收函数信号发生器产生的信号,准确地测量周期、频率和时间间隔，精度较高，误差小。
并且实现了发挥部分的语音报数功能、测温，时钟功能，能够显示被测信号的峰值，具有记忆功能。
可由4×6 键盘对上述各个功能进行选择、切换。
关键词：AVR-mega16，输入捕捉，键盘，语音，测温，时钟，记忆。
Abstract:This system takes AVR-mega16 microprocessor of Atmel company as the control center. The signal of function generator enters the microprocessor by two ways. The timer/counter 1 of mega16 measures period with its function of entering and catching. The microprocessor makes the time-based signal, counts the number of the function generator signal, translates codes, displays and controls division ratio. The counter is able to catch the signal from function generator, measures the period, the frequency and time intervals. The system performs the temperature measurement, displays the peak value of signal. It also has memory function. The functions can be controlled by the 4×6 keyboard.Keywords:AVR-mega16,entering and catching, the keyboard, temperature measurement. 1系统方案选择与论证1.1实现方案本系统以AVR-mega16为控制和检测核心，信号分两路，一路进入分频器CD4060，然后进入闸门 1；另一路经反向器74LS14整形后变成标准的方波进入闸门 2。
多功能计数器
简易多功能计数器
一、任务
设计制作一个简易多功能计数器。
该计数器能够实现周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能。
二、要求
1．基本要求
（1）具有能够周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能。
（2）可以用键盘选择上述三种功能之一。
（3）周期、时间间隔测量：0.1mS～1S，误差≤1%
（4）频率测量：1Hz～200kHz，误差≤1%。
（5）能够最多显示至少6位数码。
（6）自制计数器的电源。
2．发挥部分
（1）周期、时间间隔测量：1µS～10S，误差≤0.1%
（2）频率测量：0.01Hz～10MHz，误差≤0.1%。
（3）可以记忆10个测量的历史数据，且能够随时查看。
（5）能够显示被测信号的峰值。
（6）其它（如温度、时间等功能）。
一种简易多功能计数器的设计
一种简易多功能计数器的设计作者：杨东芳来源：《硅谷》2009年第23期[摘要]随着电子技术的发展,对电信号的测量精度要求越来越高,大部分多功能频率计均采用普通门电路或可编程逻辑器件PLD作为信号处理系统的控制核心,存在结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端。
采用单片机技术结合外围电路设计的“多功能数字频率计”可较好的解决这个问题。
该系统以C8051F系列单片机为控制核心,利用硬件描述语言(Verilog HDL)在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)上编程实现的数字式多功能计数器。
设计中采用模块化设计方法,适当的放大和整形,提高测量频率的范围。
由单片机控制LCD液晶显示数据。
该计数器能够接收函数信号发生器(Function signal generator)产生的任意信号,实现周期测量、频率测量和时间间隔测量,具有较高的测量精度。
[关键词]C8051FVerilogHDLFPGA放大整形LCD显示中图分类号:TM-9文献标识近年来频率测量仪器广泛的应用与学校,科研院所以及晶体活晶体振荡器等需求量大和要求高精度的行业,有些频率计采用数字逻辑电路制作,用集成电路焊接实现。
体积大,功耗大,焊点和线路较多将使产品稳定度与精确度大大降低,成本高。
这里介绍的计数器设计精良,操作简便,稳定度精确度高,LCD液晶显示数据,且能够随时可以记忆10个测量的历史数据进行查看,具有能够显示被测信号的峰值;成本低。
一、系统模块系统可以分测量部分和单片机控制部分。
测量部分包括:频率测量模块,周期测量模块,时间间隔测量模块。
单片机控制部分包括:键盘控制模块,显示模块。
系统基本框图如图1.1所示:(1)频率(周期)测量:选用等精度测频法;(2)时间间隔测量:用FPGA编程捕捉时沿测量;(3)显示电路:用LCD液晶显示。
图1.1系统基本框图二、系统的硬件设计与实现(一)系统硬件主要单元电路设计1.输入信号整形电路图2.1输入信号整形电路结构图2.键盘电路采用4*4键盘行列式扫描,其原理图如图2.2。
多功能8位十进制频率计数器的设计__本科毕业设计论文
江西理工大学应用科学学院毕业设计多功能8位十进制频率计数器的设计设计题目：多功能8位十进制计数器的设计学生学号：08060311205学生姓名：孔文尧专业班级：电信112指导教师：邓茜孔文尧：8位十进制数字频率计的设计摘要使用VHDL 语言来设计，画出流程图和仿真图，让设计的电路通过硬件仿真，再在下到相关器件上，指导满足要求，能实现电子自动化的过程。
使用该仪器测试所得到的信号的频率，有正弦波，有方波但是其信号必须按周期性变化，否则一定是机器坏了和操作不得当。
因此这个毕业设计，不但有力于让数字频率计的功能更强，也可以让成本降低和增加其实际作用。
所有的科研院所，学校，实验室，车间等商业机构都使用了大量的数字频率器或其相关产品。
因为它的使用性，价格也相当的低廉所以被人们广泛的使用和研究。
在这被人们所注意到，而且仿真可以提供更好的测量频率也会让实验的结果更加的精确，他能满足了数字频率计自动清零需求，当然也能满足自动化功能测试要求。
现在我们对他的研究途径它不仅仅在于容易阅读，也在于我可以控制精度，这也是很牛逼的。
最重要的是数字频率计，在高科技设备研发和数字卫星领域，数字通信应用等领域中有不俗的贡献。
[关键词]：VHDL 语言仿真频率计数器。
江西理工大学应用科学学院毕业设计SummaryUse c language to design, draw a flowchart and simulation map, so the design of the circuit by hardware emulation, and then next to the relevant device guidance to meet the requirements, to achieve the electronic automated process. Frequency signal obtained by the instrument test with a sine wave, but their well-wave signal must be periodically changed, the machine must be broken and the operation shall not be treated. So this graduation design, not only to make powerful digital frequency meter more powerful, but also allows cost reduction and increase its practical effect. All research institutes, schools, laboratories, workshops and other business organizations are using a lot of digital frequency or its related products. Because of its use, the price is quite low so been widely used and studied. In this been noticed, and simulation can provide better measurement frequency also make experimental results more accurate, he can meet the needs of the digital frequency meter is automatically cleared, of course, but also to meet the requirements of automated functional testing,Now we study the way for him it's not just that it is easy to read, but also that I can control precision, it is also very fast hardware. The most important is the digital frequency meter, high-tech equipment in the field of research and development and digital satellite, digital communications applications in other fields have good contributions.[Keywords]: c language simulation frequency meter.孔文尧：8位十进制数字频率计的设计目录第一章绪论 (1)1.1 频率计数器的背景 (1)1.2 频率计数器的研究意义 (1)1.3 毕业设计的大致介绍 (1)第二章数字频率计的基本原理 (3)2.1 测量频率的方法 (3)2.2 频率计的介绍 (3)2.4 时间和频率测量 (4)第三章数字频率计的硬件设计 (7)3.1实验原理 (7)3.2数字频率计的原理图 (9)3.3可编程逻辑器件基本原理 (8)第四章部分模块的设计仿真图 (11)4.1部分模块的仿真图 (11)4.2主要元件及功能模块说明 (16)4.3 测频控制电路 (16)4.4 32位锁存器 (17)4.5 计数器 (18)4.6 系统的软件设计 (18)4.7 FPGA开发板的介绍 (18)4.8部分程序代码 (18)江西理工大学应用科学学院毕业设计第五章总结和展望 (25)第六章致谢 (25)江西理工大学应用科学学院毕业设计第一章、绪论1.1 频率计数器的背景数字频率计在计算机的创新和通信设备，音响的制作以及其他重要生产视频的产品起着至关重要的作用，也包括测量设备的研究也有不俗的贡献，最重要的是，它对于数字电压分量是不可或缺的。
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一种多功能计数器的设计
摘要：计数器在我们的日常生活中用得非常普遍，在计算机和数字化设备中更是无处不在。
自动化生产流水线上对产品的计数更为重要，但一般计数器专用性强，一种计数器只能对某一种材料或特性的产品进行计数，在一定程度上限制了它的计数对象。
鉴于此，本设计制作一个能对不同材料的产品进行计数的多功能计数器，扩大一般计数器的应用范围。
关键词：产品；传感器；计数器
abstract：counter is widely used in our life， especially in computer and digital equipment. but with the problem of material and property of products on pipelining， it is restricted badly on this tache. one counter may barely count the products of same material， though broad usage， its simplex function at a certain extent restrict its using in depth. considering the disadvantage of counter， the objective of this design is definite， that is we can make a multifunctional counter， which enlarge its scope of application.
key words： product； sensor； counter
1 引言
计数器在生产实践中的广泛应用大家有目共睹，计数器是数字化设备的基石，少了计数器，大大影响其功能。
但就计数器本身而言，
它的功能单一，限制了它的应用范围，因为它就只拥有一个计数功能。
在工厂的生产流水线上，计数器随处可见，但一般是一种计数器只能对同一种材料的产品进行计数，比如说一个电涡流传感式的计数器就只能对导体材料的产品进行计数，若是木制材料，它就毫无办法，只能换另外的计数器了。
因此，本设计的目的就是选用合适的传感器，设计制作一台多功能计数器，使一个计数器能对多种材料的产品进行计数。
2 系统框架设计
该计数器由四个部分组成：传感器电路、信号处理电路、计数电路、译码显示电路。
传感器部分包括了反射式光电传感器、霍尔传感器和电涡流传感器，它们的主要作用是获取产品信号，是整个计数系统里的首要环节。
信号处理电路对传感器信号进行放大和整形处理，使其变成计数脉冲信号，然后送入计数电路进行计数。
计数电路由三片cd4518组成同步加法计数器。
通过译码驱动，最终由led将计数结果显示出来。
整个系统由直流稳压电源供电。
图1 系统框架图
3 系统硬件设计
3.1 传感器选择
传感器部分包括了反射式光电传感器、霍尔传感器和电涡流传感器，它们的主要作用是获取产品信号，是整个计数系统里的首要环节。
利用3种传感器作为电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一圆盘，在圆盘上分别放置一金属反射体（用于光电），磁
钢（用于霍尔）和一个金属片（用于电涡流），圆盘转动一圈各个传感器均获得一个信号，利用此信号做为脉冲计数所需。
3.2 计数电路的设计
设计采用cd4518构成计数电路，利用en端下降沿触发的特点组成n位十进制计数器。
从波形分析，当输入端的计数脉冲到第10个时，电路自动复位0000状态，由于4518没有进位功能的引脚，应充分利用第6或14脚输出脉冲的下降沿，利用该脉冲和en端相连，实现电路进位的功能，电路设计如下图2所示。
3.3 译码显示电路的设计
译码显示电路采用七段显示译码器，七段显示译码器的作用是把用 bcd 码表示的10进制数转换成能驱动数码管正常显示的段信号，以获得正确的数字显示。
选用显示译码器时其输出方式必须与数码管匹配。
3.4 电源电路
本设计稳压管采用的是7805稳压管。
220v交流电经过一个变压器（220v～9v）后，电压降为9v，再经过由两个二极管组成的半波整流电路后，变为直流，经过滤波电路进行滤波后，大约有16v的直流电压进入7805稳压管的输入端，7805稳压后输出5v的电压。
图3 直流稳压电源电路
4 结论
该计数器结构简单，性能稳定，克服了以往计数器计数对象单一的缺点，可对反射性材料、导电性材料和铁磁性材料三种不同材料
的产品进行计数，扩大了它的计数范围。
电路集成度较高，布局合理，实用性强，能长时间带电工作，计数范围0～99999，计数范围广，调试操作方便，使用安全可靠。
参考文献
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作者简介：
邓磊，男，西南石油大学电气信息学院测控技术与仪器2009级学生，主要从事测控技术与仪表方面的研究工作。