[课程设计]数字频率计逻辑电路设计
数电课程设计_数字频率计
电子技术课程设计报告设计题目：数字频率校音器院（部): 电气工程与自动化学院专业班级: 测仪学生姓名: 吴学号: 3113 指导教师:目录摘要 (3)绪论 (3)1、设计原理方案 (5)1.1设计总体方案： (3)1.2工作步骤: (6)1.3测频原理： (7)2、单元电路设计 (8)2.1采集音律信号电路 (8)2.2时标和闸门电路 (9)2.3锁存器、计数和清零 (10)3、心得体会、元器件清单 (14)4、参考文献 (131)5、附件 (17)5.1电路仿真图及样品图 (12)5.2音阶频率对照表 (13)设计题目:数字频率校音器摘要随着社会的发展，人们的业余生活不断丰富，学乐器的人也越来越多，但是对于初学者来说，学习乐器最难的问题之一就是对乐器音准的把握、调节。
例如二胡经常会出现跑音的现象，需要人对其进行不断的调节，但对于初学者来说便是个很是让人头疼的问题。
在电子技术中，我们可以测量声音的频率来知道乐器是否音准，从而去调节，解决生活难题。
因此频率的测量就显得更为重要。
本次课程设计的目的是根据已经学到的知识，按照这次课程设计的要求设计一个简易的数字频率校音器，要求频率计范围内能测出所输入音调的频率，一般基准中低音在200到900Hz。
关键词：校音器，频率计,逻辑控制，计数器，定时器。
绪论乐器是个很有活力的娱乐工具，千百年来在世界各个地区居住的人群基本都有属于自己的民族乐器，随着社会的发展，人民的生活水平的不断提高，人们的业余文化生活也越来越丰富，学乐器的人群也越来越多。
但是对于有有些乐器，往往在演奏前需要对其音准进行调试，例如我国民族乐器中的二胡经常会出现跑音的现象，竹笛的制作定调时则需要对每个音控的位置进行校准。
那么对于初学乐器的人群来说，通过自己的耳力去听音准则是一件很难的事。
本次设计的目是利用测量音调频率的方法去判断音调的准度，这样便为了给那些初学乐器或者对乐器的音准把握不准的人们在调试乐器音调高低时带来方便。
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。
电子技术课程设计(数字频率计的设计)
一课程设计题目：数字频率计的设计二、功能要求（1）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。
（2）率范围：分四1Hz~999Hz、01kHz~9.99kHz、1kHz~99.9kHz、10~999KHZ(3)周期范围：1ms~1s。
（4）用3个发光二极管表示单位，分别对应3个高档位。
三频率计设计原理框图正弦波数字频率计原理框图1测试电路原理：在测试电路中设置一个闸门产生电路，用于产生脉冲宽度为1s 的闸门信号。
改闸门信号控制闸门电路的导通与开断。
让被测信号送入闸门电路，当1s闸门脉冲到来时闸门导通，被测信号通过闸门并到达后面的计数电路（计数电路用以计算被测输入信号的周期数），当1s闸门结束时，闸门再次关闭，此时计数器记录的周期个数为1s内被测信号的周期个数，即为被测信号的频率。
测量频率的误差与闸门信号的精度直接相关。
被测信号频率测量算法对应的方框图四、各部分电路及仿真1 整形电路部分整形电路的目的是将三角波、正弦波变成方便计数的脉冲信号。
整形电路可以直接用555定时器构成施密特触发。
本次设计采用555定时器，适当连接若干个电阻就可以构成触发器图1-1 整形电路将555定时器的THR和TR1两个输入端连在一起作为信号输入端，则可得到显示电路闸门产生输入电路闸门计数电路施密特触发器，为了提高其稳定性通常要在要在CON端口接入一个0.01uf左右的滤波电容。
但使用555定时器的时候输入的电压应该要大于5V，本次设计直接用信号源来做输入信号，并且信号源的振幅为10V，没有用放大电路将信号放大。
2 时基电路时基电路时用来控制闸门信号选通的时间，由于本次设计的频率计测试范围是0到999KHz，故时基信号要有1ms 10ms 100ms 1s，基于上述，还需要一个分频器分出不同的频率。
设计过程如下：可用一个多谐振电路产生频率为1KHz的脉冲信号（即T=1ms），然后使用分频器产生10ms 100ms 1s。
数字频率计电路的设计
《数字频率计电路的设计》课程设计报告专业：XXX年级：0X学号：XX姓名：XX指导教师：XX时间：XXX数字频率计电路的设计一、设计目的1、了解数字频率计测频率与测周期的基本原理；2、熟练掌握数字频率计的设计与调试方法及减小测量误差的方法。
二、设计原理所谓频率,就是周期性信号在单位时间(1s)内变化的次数.在进行模拟、数字电路的设计、安装和调试过程中经常要用到数字频率计。
数字频率计实际上就是一个脉冲计数器，即在单位时间里（如1s）所累计的脉冲个数。
数字频率计是能直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种装置。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉信号的频率，而且还可以测量它们的周期。
数字频率计数器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．课程分析数字频率计的组成框图如图1所示。
被测信号经过脉冲形成电路变成计数器所要求的脉冲信号①，其频率与被测信号的频率相同。
时基电路提供标准时间基准信号②，设其高电平持续时间为1s，当1a信号到来时，闸门打开，被测信号通过闸门，计数器开始计数，直到1s信号结束时，闸门关闭，停止计数。
若在闸门时间1s内计数器记得的脉冲个数为N，即计数器输出脉冲信号③，则被测信号频率=N HZ。
逻辑控制电路的作用有两个：一是产生清“0”脉冲④，使计数器每次测量从零开始计数；二是产生锁存脉冲信号⑤，使显示器上的数字稳定不变。
各信号之间的时序关系如图1（b）（a）（b）图1 数字频率计的组成框图和时序关系图（a）组成框图（b）时序关系图2．方案论证⑴脉冲形成电路脉冲形成电路主要用来读输入的周期性信号如正弦波、方波、三角波和尖脉信号进行波形变换，使之成为矩形脉冲，且周期保持不变。
⑵时基电路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），由定时器556构成的多谐振荡器产生。
当标准时间的精度要求较高时，可由晶体振荡器分频获得。
⑶逻辑控制电路逻辑控制电路的作用一是产生清“0”脉冲④，使计时器每次测量从零开始计数；二是产生锁存脉冲⑤，使显示器上的数字稳定。
数字频率计设计(PCB图+电路图+源程序)-课程设计
数字频率计设计(PCB图+电路图+源程序)-课程设计数字频率计设计开题报告选题意义及国内外发展状况本课题主要研究如何用单片机来设计数字频率计。
因为在电子技术中，频率的测量十分重要，这就要求频率计要不断的提高其测量的精度和速度。
在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，简洁、高效、经济成为人们办事的一大宗旨。
在电子技术中这一点表现的尤为突出，人们在设计电路时, 都趋向于用尽可能少的硬件来实现, 并且尽力把以前由硬件实现的功能部分, 通过软件来解决。
因为软件实现比硬件实现具有易修改的优点, 如简单地修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要容易得多, 故基于微处理器的电路往往比传统的电路设计具有更大的灵活性。
单片机就属于这一类设计电路，单片机因其功能独特和廉价已在全球有数???千种成功的范例, 在国内也开发出了充电器、空调控制器、电子定时器、汽车防盗器、卫星接收机以及各种智能仪表等实用产品。
频率计也是单片机的一种很重要的应用, 价格低廉且具有实际意义。
虽然使用逻辑分析仪也可以很好的测量信号的频率等参数，但其价格太昂贵。
实现测量的数字化、自动化、智能化已成为各类仪表设计的方向，而由单片机控制的、全自动的、数字显示的频率计就符合这一设计理念。
说到用单片机设计的频率计，这里说一下单片频率计ICM7216D。
单片频率计ICM7216D是美国Intersil公司首先研制的专用测频大规模集成芯片。
它是标准的28引脚的双列直插式集成电路，采用单一的+5V稳压电源工作。
它内含高频振荡器、10进制计数器、7段译码器、位多路复用器、能够直接驱动LED显示器的8段段码驱动器、8位位码驱动器。
其基本的测频范围为DC至10MHz，若加预置的分频电路，则上限频率可达40MHz或100MHz，单片频率计ICM7216D只要加上晶振、量程选择、LED显示器等少数器件即可构成一个DC至40MHz的微型频率计，可用于频率测量、机械转速测量等方面的应用。
数字频率计电路设计
目录1、课程设计目的 (2)2、课程设计内容与要求 (2)2.1 设计内容 (2)2.2 设计要求 (2)3、设计方案 (2)3.1设计思路 (2)3.2 工作原理及硬件框图 (5)3.2.1 控制电路 (6)3.2.2 微分、整形电路 (6)3.2.3 延时电路 (7)3.2.4 自动清零电路 (8)3.3 硬件电路原理图 (9)3.4 PCB版图设计 (10)4、课程设计总结 (10)5、参考文献 (12)1、课程设计目的：（1）掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；（2）学习简单电路系统设计，掌握Protel99的使用方法；（3）掌握计数器、显示等中规模数字集成器件的逻辑功能和使用方法；（4）学习掌握硬件电路设计的全过程。
2、课程设计内容与要求：2.1设计内容：（1）查阅所用器件技术资料，详细说明设计的数字频率计电路工作流程；（2）频率测量范围是1Hz-9.999kHz，测量结果用四个LED数码管显示；（3）被测信号为正弦波、三角波和矩形波等，测量信号幅值为100mV—15V；（4）测量相对误差范围±0.1%；（5）整理设计内容，编写设计说明书。
2.2 设计要求：（1）理解设计流程和工作原理；（2）课程设计说明书；（3）电路原理图及PCB图。
3、设计方案：3.1 设计思路：数字频率计是用于测量信号（方波、正弦波或其它脉冲信号）的频率，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。
脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为 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个数，T为产生N个脉冲所需的时间。
计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。
如在1S内记录1000个脉冲，则被测信号的频率为1000Hz。
目前，频率的测量主要有以下四种方法：（1）直接测频法直接测频法是将被测信号整形后加到闸门的一个输入端，在闸门开通的时间（T）内，被测信号的脉冲被送计数器进行计数。
推荐-基于数字电路的频率计设计课程设计 精品
摘要本文介绍了一种基于TTL系列芯片的简易数字频率计。
数字频率计应用所学的数字电路知识进行设计。
电路由放大整形电路、时基电路、逻辑控制电路、计数锁存电路及译码显示电路组成。
能够较精准的测量正弦波、三角波、方波的频率。
测量范围能够达到1Hz~100KHz。
关键词：频率计；闸门时间；脉冲个数；数字电路目录1 方案选择-----------------------------------------------4 2数字频率计测频率的基本原理----------------------------4 3数字频率计的硬件设计-----------------------------------6 3.1原理图设计--------------------------------------------6 3.1.1原理图-----------------------------------------6 3.2 模块分析---------------------------------------------6 3.2.1 放大整形电路----------------------------------------6 3.2.2 时钟电路--------------------------------------------7 3.2.3分频电路---------------------------------------------8 3.2.4 计数电路--------------------------------------------9 3.2.5 逻辑控制电路---------------------------------------10 3.2.6 显示电路-------------------------------------------11 3.3 芯片功能介绍-----------------------------------------12 3.3.1 74LS00---------------------------------------------12 3.3.2 74LS08---------------------------------------------13 3.3.3 74LS14---------------------------------------------13 3.3.4 74LS48----------------------------------------------14 3.3.5 74LS74----------------------------------------------15 3.3.6 74LS90----------------------------------------------16 3.3.7 74LS123---------------------------------------------173.3.8 74LS273---------------------------------------------184 总结---------------------------------------------------205 参考文献-----------------------------------------------20附录1 整机原理图-----------------------------------------22 附录2 元器件清单-----------------------------------------231．方案选择1.1用单片机实现。
数电课程设计_数字频率计(终稿)
数电课程设计_数字频率计（终
稿）
本次数电课程设计主要实现一个数字频率计，它可以测量输入信号的频率。
该设备使用一块单片机作为控制器，它可以记录输入信号的周期数和时间，并将其显示在LCD上。
此外，还可以将测量出来的频率储存在EEPROM 中，方便以后使用。
实验原理：在这个频率计中，使用一个电容来检测输入信号的频率。
当电容的电荷量达到一定程度时，即可得出输入信号的一个周期。
单片机通过记录每个周期花费的时间，就可以确定信号的频率。
硬件组成：1.单片机AT89S52；2. LCD1602显示屏；
3. EEPROM24C04；
4. 电容C1。
软件编程：单片机的程序主要由三部分构成，分别是初始化程序、按键处理程序和频率测量程序。
初始化程序：主要用于初始化硬件设备，包括LCD、EEPROM、电容等。
按键处理程序：主要是用于处理用户按键操作，如开始、暂停、结束等操作。
频率测量程序：主要是用于测量输入信号的频率，将测量结果显示在LCD上，并且将结果存储在EEPROM中。
本次课程设计的实现，已经能够完成测量输入信号的频率，并将测量结果显示在LCD上，并将结果存储在EEPROM中。
数字电路课程设计—数字频率计设计报告
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数字频率计应用所学的数字电路知识进行设计。
电路由放大整形电路、时基电路、逻辑控制电路、计数锁存电路及译码显示电路组成。
能够较精准的测量幅值在0.2V~5V的正弦波、三角波、方波的频率。
测量范围能够达到1Hz~9999Hz。
关键词：频率计，TTL芯片，数字电路AbstractIn this paper,a design of simple digital cymometer based on the TTL serises chips was described.This design is based on the knowledge about the digital circuit we learned.It consists of amplifier and shaping circuit , time-base circuit, control circuit, latch circuit and decoding count show circuit.It can be used to accurately detect the frequency of sine wave, triangle wave and square wave accurately that the amplitude is between 0.2V and 5V. Detecting range can be achieved 1Hz ~ 9.99kHz..Key words: cymometer, the TTL series chips,digital circuit目录TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l "_Toc234898046" 摘要PAGEREF _Toc234898046 \h IHYPERLINK \l "_Toc234898047" 关键词 PAGEREF_Toc234898047 \h IHYPERLINK \l "_Toc234898048" Abstract PAGEREF_Toc234898048 \h IIHYPERLINK \l "_Toc234898049" 引言 PAGEREF _Toc234898049 \h 1HYPERLINK \l "_Toc234898050" 1 总体方案设计 PAGEREF _Toc234898050 \h 2HYPERLINK \l "_Toc234898051" 2 单元电路设计 PAGEREF _Toc234898051 \h 3HYPERLINK \l "_Toc234898052" 2.1 放大整形电路 PAGEREF _Toc234898052 \h 3HYPERLINK \l "_Toc234898053" 2.1.1 方案一 PAGEREF_Toc234898053 \h 3HYPERLINK \l "_Toc234898054" 2.1.2 方案二 PAGEREF_Toc234898054 \h 4HYPERLINK \l "_Toc234898055" 2.1.3 方案对比 PAGEREF_Toc234898055 \h 4HYPERLINK \l "_Toc234898056" 2.2 时基电路 PAGEREF_Toc234898056 \h 5HYPERLINK \l "_Toc234898057" 2.2.1 方案一 PAGEREF_Toc234898057 \h 5HYPERLINK \l "_Toc234898058" 2.2.2 方案二 PAGEREF_Toc234898058 \h 5HYPERLINK \l "_Toc234898059" 2.2.3 方案对比 PAGEREF_Toc234898059 \h 6HYPERLINK \l "_Toc234898060" 2.3 逻辑控制电路 PAGEREF _Toc234898060 \h 6HYPERLINK \l "_Toc234898061" 2.4 计数器 PAGEREF_Toc234898061 \h 7HYPERLINK \l "_Toc234898062" 2.5 锁存器 PAGEREF_Toc234898062 \h 8HYPERLINK \l "_Toc234898063" 3 主要参数计算 PAGEREF _Toc234898063 \h 9HYPERLINK \l "_Toc234898064" 3.1 时基电路参数 PAGEREF _Toc234898064 \h 9HYPERLINK \l "_Toc234898065" 3.2 逻辑控制电路 PAGEREF _Toc234898065 \h 9HYPERLINK \l "_Toc234898066" 4 总体电路设计 PAGEREF _Toc234898066 \h 10HYPERLINK \l "_Toc234898067" 5 仿真结果 PAGEREF_Toc234898067 \h 12HYPERLINK \l "_Toc234898068" 6 实物测试结果分析 PAGEREF _Toc234898068 \h 14HYPERLINK \l "_Toc234898069" 7 体会与心得 PAGEREF_Toc234898069 \h 15HYPERLINK \l "_Toc234898070" 8 参考文献 PAGEREF_Toc234898070 \h 16HYPERLINK \l "_Toc234898071" 附录一电路实物图 PAGEREF_Toc234898071 \h 17HYPERLINK \l "_Toc234898072" 附录二元件清单 PAGEREF_Toc234898072 \h 18引言在电子技术中，频率是一个重要参量。
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。
课程设计---数字频率计逻辑电路设计
数字频率计逻辑电路设计一﹑简述在进行模拟﹑数字电路的设计﹑安装和调试过程中，经常要用到数字频率计。
数字频率计实际上就是一个脉冲计数器，即在单位时间里（如1秒）所统计的脉冲个数，如图3.1计数时序波形图所示。
频率数即为在1秒内通过与门的脉冲个数。
图3.1(a)门控计数图3.1(b)门控序列通常频率计是由输入整形电路﹑时钟振荡器﹑分频器﹑量程选择开关﹑计数器﹑显示器等组成。
如图3.2所示。
图3.2 方框图图3.2中，由于计数信号必须为方波信号，所以要用史密特触发器对输入波形进行整形，分频器输出的信号必须为1Hz，即脉冲宽度为1秒，这个秒脉冲加到与门上，就能检测到待测信号在1秒内通过与门的个数。
脉冲个数由计数器计数，结果由七段显示器显示。
二﹑设计任务和要求设计一个八位的频率计数器逻辑控制线路，具体任务和要求如下：1. 八位十进制数字显示。
2. 测显范围为1Hz~10MHz。
3. 量程分为四档，分别为*1000﹑*100﹑*10﹑*1。
三﹑可选用器材1. NET系列数字电子技术实验系统2. 直流稳压电源3. 集成电路：频率计数器专用芯片ICM7216B，74LS93，74LS123，74LS390，7555及门电路4. 晶振：8MHz，10MHz5. 数显：CL102，CL002，LC5011—116. 电阻﹑电容等四﹑设计方案提示数字频率计可分为三部分进行考虑：1. 计数﹑译码﹑显示这一部分是频率计数器不可少的。
即外部整形后的脉冲。
通过计数器在单位时间里进行计数﹑译码和显示。
计数器选用十进制的中规模（TTL/CMOS）集成计数器均可，译码显示可采用共阴或共阳的配套器件。
例如计数器选用74LS161，译码器为74LS248，数显器为LC5011—11。
也可选用四合一计数﹑寄存﹑译码﹑显示CL102或专用大规模频率计数器ICM7216芯片等。
中规模组成的计数﹑译码显示和四合一的数显。
我们在基本实验和前几个课题中都已使用过，使用时，可参阅有关章节。
数字逻辑--数字频率计的设计
滁州学院课程设计报告课程名称：数字逻辑课程设计设计题目：数字频率计的设计系别：网络与通信工程系专业：网络工程组别：第四组起止日期:2012年5月28日~ 2012年6月22日指导教师:计算机与信息工程学院二○一二年制课程设计任务书目录1 引言 (2)2 设计要求 (2)2.1题目 (2)2.2系统结构要求 (2)2.3制作要求 (2)2.4扩展指标 (2)2.5运行环境 (2)2.6设计条件 (2)2.7元件介绍 (3)①计数显示器 (3)②74160N (4)③7473N (5)④XFG1 (6)3 整体设计方案 (7)4 详细分析 (8)4．1单元电路设计 (8)4．2控制电路 (8)4．3关于JK触发器 (9)4．4测试 (10)5 调试与操作说明 (10)5.1第一次仿真 (11)5.2第二次仿真 (11)5.3第三次仿真 (12)5.4第四次仿真 (12)6 课程设计总结 (13)7 致谢 (14)8 参考文献 (14)1 引言数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同时也是其他许多领域广泛应用的测量仪器。
数字频率计是在基准时间内把测量的脉冲数记录下来，换算成频率并以数字的形式显示出来。
数字频率计应用于测量信号（方波、正玄波或其他周期信号）的频率，并用十进制数显示。
它具有精度高、测量速度快、读数直观、使用方便等优点。
2 设计要求2.1题目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。
其扩展功能可以测量信号的周期和脉冲宽度。
①频率测量范围：1HZ~10HZ。
②数字显示位数：四位静态十进制数显示被测信号的频率。
2.2系统结构要求数字频率计的整体结构要求如图所示。
图中被测信号为外部信号，送入测量电路进行处理、测量，档位转换用于选择测试的项目—频率、周期或脉宽，若测量频率则进一步选择档位2.3制作要求①被测信号波形：正弦波、三角波和矩形波。
②测量频率范围：1Hz~10kHz。
数字频率计的课程设计
引言近年来, 在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此频率的测量就显得更为重要.在电子系统非常广泛应用领域内, 到处可见到解决离散信息的数字电路。
供消费用的微波炉和电视、先进的工业控制系统、空间通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中无一不用到数字技术。
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。
数字集成电路具有结构简朴（如其中的晶体管是工作于饱和与截止2种状态, 一般不设偏置电流）和同类型电路单元多（如一个计数系统需要很多同类型的触发器和门电路）的特点, 因而容易是高集成度和归一化。
由于数字集成电路与电子计算机的发展紧密相关, 因而发展不久, 目前已是集成电路中产量最高、集成度最大的一种器件。
集成电路的类型很多, 从大的方面可分为模拟和数字集成电路两大类。
虽然它们都可模拟具体的物理过程, 但其工作方式有着很大的不同。
甚至也许完全不同。
电路中的工作信号通常是用电脉冲表达的数字信号。
这种工作方式的信号, 可以表达2种截然不同的现象。
如以有脉冲表达“1”, 无脉冲便表达“0”；以“1”表达“真”, 则“0”便表达“假”, 等等。
反之亦然。
这就是“数字信号”的含义。
所以, “数字量”不是连续变化的量, 其大小往往并不改变, 但在时间分布上却有着严格的规定, 这是数字电路的一个特点。
数字式频率计基于时间或频率的A/D转换原理, 并依赖于数字电路技术发展起来的一种新型的数字测量仪器。
由于数字电路的飞速发展, 所以, 数字频率计的发展也不久。
通常能对频率和时间两种以上的功能数字化测量仪器, 称为数字式频率计(通用计数器或数字式技术器)。
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。
数字频率计的电路设计
数字频率计的电路设计
1.设计任务
信号频率衡量一个信号的重要指标，很多情况下信号的频率是未知的，需要进行测量。
本设计要实现频率在1HZ-10KHZ的信号的频率进行测量，并用4位数码管对所测频率值进行显示。
2.设计功能要求
（1）频率测量范围：1HZ-10KHZ；
（2）频率准确度：△f/f≤±2×10-3；
（3）4位十进制数显示所测信号频率值，单位HZ
（4）被测信号幅度范围：0.2V-5V(正弦波、三角波、方波)。
3.总体框图
测量结果显示
4.电路设计
1)被测信号的放大与整形电路
2)时基电路
3)闸门电路
4)计数器
5)锁存器
6)相应的逻辑控制电路
7)测量结果的译码及显示电路
5.设计成果
1)设计报告一份
（1）首页（课题、学校、班级、姓名、学号、指导教师、组员合作者）
（2）目录（提纲、页码）
（3）开题报告
（4）设计报告正文（方案比较论证、方案确定、方案实施（总体框图、各单元电路实现、完整电路）
（5）心得体会
（6）参考文献
2)设计实物一份。
数电课程设计数字式频率计
前言摘要：频率计是电子技术中最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案，测量结果都有十分重要的关系。
因此频率的测量就显得更为重要。
频率的测量方法有很多种，其中数字计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量自动化等优点，是测量频率的重要手段之一，数字式频率计是一种数字显示的测量频率的仪器，可以测量多种不同波形的频率，辅以其他传感器元件也可以实现其他物理量变化频率的测量，它是一种测量范围较广的通用型数字仪器。
本设计为一简单的数字频率计。
关键字：数字频率计；逻辑控制；数字式设计要求： 1．基本要求1．被测信号为TTL 脉冲信号。
2．显示的频率范围为00~99Hz 。
3．测量精度为1Hz 。
4．用LED 数码管显示频率数值。
2．扩展部分要求输入信号为正弦信号或三角波信号，幅值为5V 。
一、 基本原理频率——单位时间(1s)内信号振动的次数 频率计——测试周期信号的频率。
从测量过程看，被测信号送入通道后，经整形每个周期形成一个脉冲，这些脉冲信号加到闸门的输入端，1s 的时基信号也加到闸门输入端，当时基在高电平时，闸门导通，被测信号进入计数器计数，当时基跳到低电平计数结束，需要单稳态电路提供一个清零信号以及锁存器的锁存信号，计数锁存并通过数码管显示出来。
如果闸门开启时间为Ts,计数器积累得数字为N ，被测频率为：ss T Nf设计框图如下：二、系统组成2.1 时基电路本部分电路由555芯片构成多谐振荡器作为时基电路，作用是提供用于测量单位时间1s ，即闸门信号的开启时间，同时也产生一个下降沿信号激发单稳态触发器产生一个锁存器锁存信号，再由这个信号激发计数器的计数清零信号。
电路组成及工作原理如下：图1 用555构成的多谐振荡器振荡频率的估算 （1）电容充电时间T 1。
电容充电时，时间常数τ1=（R 1+R 2）C ，起始值v C （0+）=cc V 31，终了值v C （∞）=V CC ，转换值v C （T 1）=cc V 32，带入RC 过渡过程计算公式进行计算： C R R V V V V T v v v v T CCCCCC CC C C C C )(7.02ln 3231ln)()()0()(ln2111111+==--=-∞-∞=+τττ （2）电容放电时间T 2电容放电时，时间常数τ2=R 2C ，起始值v C （0+）=cc V 32，终了值v C （∞）=0，转换值v C （T 2）=cc V 31，带入RC 过渡过程计算公式进行计算：C R T 227.0=O(a)(b)C21C3V V C C v C C3tv OtOOt t t C CV 012T T T120（3）电路振荡周期TT =T 1+T 2=0.7(R 1+2R 2)C（4）电路振荡频率f CR R T f )2(43.1121+≈= （5）输出波形占空比q定义：q =T 1/T ，即脉冲宽度与脉冲周期之比，称为占空比。
电子线路课程设计之数字频率计设计
PPT 1电子线路课程设计（一）——数字频率计设计PPT 2一、课程设计的目的通过“数字频率计”设计，学习小型电子系统的设计方法。
初步掌握整机方案拟定、单元电路设计、整机电路安装、调试、性能指标测试等基本方法。
PPT 3二、设计任务设计并实现一个具有四位十进制数字显示功能的频率计。
基本要求：1、频率测量范围：1Hz ～99.99kHz2、频率测量准确度：Δfx/fx ≤∣±10-2∣3、被测信号类型及幅度：正弦波、三角波、方波，Uspp ≥0.5V 。
4、闸门时间及显示要求：1）闸门时间为10S 时，显示001.0～999.9Hz 2）闸门时间为1S 时，显示0001～9999Hz 3）闸门时间为0.1S 时，显示10.00～99.99KHzPPT 4三、设计原理1、测量频率的基本原理所谓“频率”就是周期性信号在单位时间（1S ）内变化的次数。
数字频率计测频原理框图及工作波形图①②③④⑤PPT 52、数字频率计的基本组成及工作过程如图是本次所设计数字频率计的基本组成框图，它由时 基电路、脉冲形成电路、闸门电路、计数器、锁存器、 逻辑控制电路和译码显示器组成。
PPT 6工作过程：被测信号fx 经脉冲形成电路整形，变成边沿陡峭的脉冲信号，如图中①所示，其周期Tx 与被测信号的周期相同。
时基电路产生标准时间信号②，设其高电平持续时间T1=1S ，在T1时间内将闸门电路打开，使脉冲信号①通过，至计数器计数，计数器在T1=1S 时间内计得的脉冲信号①的周期数③就是被测信号的频率。
逻辑控制电路的作用有两个：一个是在计数结束时产生锁存信号④，将计数值N 存入锁存器，使显示器上的数字稳定显示。
另一个作用是锁存完成后产生清零脉冲⑤，使计数器每次从零开始计数。
这些信号之间的时序关系如图所示。
这里锁存和清零均在时间T4内完成，故测量时间T ∑= T1+T4 。
……………①②③④⑤T1T4NN锁存T2T3清零PPT 7 3、频率测量的主要技术指标（1）频率准确度数字频率计测量频率fx时的测量误差称为频率准确度，常用相对误差Δfx/fx来表示。
数字频率计逻辑电路设计
内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《数字电路》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讲师姓名学号日期频率计电路设计计算机与信息工程学院摘要本文的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方波信号单位时间内变化的物理量。
它有6个十进制的74LS160、74LS74及相应的门电路和显示译码管组成。
关键词数字频率计；计数器；触发器1设计任务及主要技术指标和要求1.1 设计任务用中小规模的集成电路设计一台能测试方波频率的数字频率计。
1.2 设计要求(1) 设计一个六位十进制数字显示的数字频率计(2) 测量显示范围是1Hz～1MHz(3) 量程分为四档，分别为×1000、×100、×10、×1。
2引言在电子技术中，频率是一个很重要的物理量。
应用计数法原理制成的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,他具有精度高，测量迅速，读书方便等特点。
它不仅可以测量正弦波，方波，三角波和尖脉冲信号的频率，而且还可以测量他们的周期。
数字频率计在测量其他物理量如转速，振荡频率等方面也获得了广泛的应用。
3工作原理数字频率计是用来测量波形工作频率的仪器，其测量结果直接用十进制数字显示。
图1是数字频率计的框图。
时基电路提供标准信号I，标准的时基信号经过闸门电路，闸门电路输出信号II开始是出于低电平状态，计数器此时还为开始工作，当时基信号I经过两个脉冲时，闸门电路输出信号II由低电平状态转到高电平状态，此时待测频率开始作为计数器的CP脉冲使计数器开始工作，持续一个时基频率后闸门电路输出信号II 又恢复到低电平状态，待测脉冲停止输入，计数器停止计数，此时译码显示器显示的数与所选的时基信号的乘机即为待测频率的频率值。
图1数字频率计原理图 4电路组成部分数字频率计是由4个部分组成，分别是由四个基准频率、74LS08及74LS32组成的基准电路，74LS74和74LS08及74LS32组成的闸门电路，74LS160组成的计数器电路和试验箱上的译码管的译码显示部分组成的译码显示电路。
数字频率计课程设计
数字频率计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字频率计的基本原理，掌握其工作流程和计算方法。
2. 学生能掌握频率、周期、频率分辨率等基本概念，并运用这些概念分析实际问题。
3. 学生能通过实际操作，学会使用数字频率计进行频率测量，并准确读取数据。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字频率计电路，提高动手实践能力。
2. 学生能够运用频率测量方法，解决实际生活中的问题，培养解决问题的能力。
3. 学生能够通过小组合作，进行数字频率计的搭建和调试，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习数字频率计，培养对电子技术的兴趣，激发创新精神。
2. 学生在学习过程中，养成积极思考、主动探究的良好学习习惯。
3. 学生能够认识到数字频率计在实际应用中的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：六年级学生具有一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践，但需加强对理论知识的学习。
教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，关注学生的个体差异，提高学生的实践能力和综合素质。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 频率、周期、频率分辨率等基本概念及其相互关系；- 数字频率计的原理、工作流程和计算方法；- 数字频率计的电路组成和功能。
2. 实践操作：- 数字频率计的搭建与调试；- 频率测量方法及其在实际生活中的应用；- 小组合作进行数字频率计电路设计与优化。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：回顾频率、周期等基本概念，介绍数字频率计原理及计算方法；- 第二课时：分析数字频率计的电路组成和功能，进行电路搭建与调试；- 第三课时：学习频率测量方法，开展实践操作，解决实际问题；- 第四课时：小组合作，设计并优化数字频率计电路，展示与交流。
数电课程设计计数式频率计
数电课程设计计数式频率计第一篇：数电课程设计计数式频率计计数式数字频率计1、control模块功能仿真时序仿真Counter100模块功能仿真时序仿真Counter10模块功能仿真时序仿真Code1模块功能仿真时序仿真数字频率计顶层逻辑图总模块功能仿真总模块时序仿真第二篇：数电课程设计数电课程设计一、课程性质数字电路与逻辑设计课程实训是同学们进入电子设计领域的入门课程之一，认真仔细完成本次课程的设计内容可为今后复杂电路的设计和制作打下良好的基础。
二、设计要求1、根据附录所示的相关内容，自选其一，进行制作；2、使用热转印法进行制作，在制作PCB时将学号印刷在bottom 层；3、设计作品不局限于附录所示内容，如果自己有设计项目，可以自行购买器件并完成设计和制作；4、需使用仿真软件进行功能仿真后，再进行PCB的设计和制作；5、课程结束后，须提交设计报告1份、电路仿真文件1份、PCB 设计文件1份和最后设计成品板1份。
三、器件说明1、核心器件为NE555芯片，学院提供1块，如有损坏，自行购买；2、学院可提供人均1份的热转印纸和单面覆铜板，超出部分，自行购买；3、其他小型器件如电阻、电容等，自行解决。
附录：555电路运用大全利用555时基集成电路的基础电路可以设计、开发出许多电子小实验与科技制作。
下面介绍几种，供大家参考。
1．触摸延时“小灯”图5-43是它的电路，它将触摸开关发光二极管的实验中加入延时电路，调整可调电阻阻值和电容量达到延时效果。
要想增加延时的时间，就调换大容量的电容，如400μF、1000μF等。
如果作为夜间床头定时灯、楼道定时灯等，可拆去发光二极管和电阻，换一个6伏的小灯即可。
图5-432．触摸延时音乐门铃图5-44是它的电路图，与图5-45比较，将触摸延时“小灯”电路中拆去发光二极管，改为连接音乐片电路即可。
它可以当作门铃使用，也可安置在人手触摸处作为瞬间报警器。
图5-443．手控行车红绿灯指示器模型图5-45是它的电路图，先做一个红绿灯灯架，将红绿发光二极管固定在灯架上，按图连接后，只要向下按动按键，则红灯变为绿灯，手一离开便又成为红灯。
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数字频率计逻辑电路设计
一﹑简述
在进行模拟﹑数字电路的设计﹑安装和调试过程中，经常要用到数字频率计。
数字频率计实际上就是一个脉冲计数器，即在单位时间里（如1秒）所统计的脉冲个数，如图3.1计数时序波形图所示。
频率数即为在1秒内通过与门的脉冲个数。
图3.1(a)门控计数
图3.1(b)门控序列
通常频率计是由输入整形电路﹑时钟振荡器﹑分频器﹑量程选择开关﹑计数器﹑显示器等组成。
如图3.2所示。
图3.2 方框图
图3.2中，由于计数信号必须为方波信号，所以要用史密特触发器对输入波形进行整形，分频器输出的信号必须为1Hz，即脉冲宽度为1秒，这个秒脉冲加到与门上，就能检测到待测信号在1秒内通过与门的个数。
脉冲个数由计数器计数，结果由七段显示器显示。
二﹑设计任务和要求
设计一个八位的频率计数器逻辑控制线路，具体任务和要求如下：
1. 八位十进制数字显示。
2. 测显范围为1Hz~10MHz。
3. 量程分为四档，分别为*1000﹑*100﹑*10﹑*1。
三﹑可选用器材
1. NET系列数字电子技术实验系统
2. 直流稳压电源
3. 集成电路：频率计数器专用芯片ICM7216B，74LS93，74LS123，74LS390，7555及门电路
4. 晶振：8MHz，10MHz
5. 数显：CL102，CL002，LC5011—11
6. 电阻﹑电容等
四﹑设计方案提示
数字频率计可分为三部分进行考虑：
1. 计数﹑译码﹑显示
这一部分是频率计数器不可少的。
即外部整形后的脉冲。
通过计数器在单位时间里进行计数﹑译码和显示。
计数器选用十进制的中规模（TTL/CMOS）集成计数器均可，译码显示可采用共阴或共阳的配套器件。
例如计数器选用74LS161，译码器为74LS248，数显器为LC5011—11。
也可选用四合一计数﹑寄存﹑译码﹑显示CL102或专用大规模频率计数器ICM7216芯片等。
中规模组成的计数﹑译码显示和四合一的数显。
我们在基本实验和前几个课题中都已使用过，使用时，可参阅有关章节。
下面介绍一下专用八位通用频率计数器ICM7216的特点及性能。
ICM7216是用COMS工艺制造的专用数字集成电路，专用于频率﹑周期﹑时间等测量。
ICM7216为28管脚，其电源电压为5V。
针对不同的使用条件和用途，ICM7216有四种类型产品，其中显示方式为共阴极LED显示器的为ICM7216 B型和D型，而显示方式为共阳极LED显示器的为ICM7216 A型和C型。
图3.3为ICM7216B型的外管脚排列图。
A﹑
C ﹑D型的管脚排列定义略有区别，但功能一样，使用时参阅有关ICM7216产品手册即可。
图3.3 ICM7216B型的外管脚排列图
在图3.3中，各管脚的功能为：
a~f：为七断数码管的输出端，ICM7216 B接共阴数码管。
fA﹑fB：频率计数输入端。
V+：电源正极，为单电源5V。
GND：电源地端。
HOLD：保持控制输入端，高电平有效。
：复位输入端，低电平有效。
dp：数码管小数点。
OSC0，OSC1：晶振输入端，可以直接选用10MHz或1MHz晶振构成高稳定时钟振荡。
EOI：它是EX-OSC-IN的缩写，即外时钟输入端。
若用外时钟，则不需要在OSC0﹑OSC1端接晶振。
D1~D8：显示器段扫描输出位及控制用连线位。
用于控制选择CONT，功能选择FUNC，量程选择RANGE，具体功能见表3.1。
表3.1 ICM7216B功能选择
CONT：控制选择输入端。
FUNC：功能选择输入端。
RANGE：量程选择输入端。
在应用过程中，各控制端（CONT﹑FUNC﹑RANGE）应串10kΩ电阻分别接到连接位（D1~D5或D8），以提高其抗干扰能力。
它的具体应用见参考电路3.5所示。
2.整形电路
由于待测信号是各种各样的，有三角波﹑正弦波﹑方波等，所以要使计数器准确计数，必须将输入波形进行整形，通常采用的是史密特集成触发器。
史密特触发器也可由555（7555）或其它门电路构成。
3.分频器
分频器一般由计数器实现，例如用十进制计数器去分频。
获得1Hz。
十进制计数器用74LS160﹑74LS161﹑74LS90﹑74LS290、74LS390等均可实现。
4.量程选择
由于输入频率有大有小，所以当测低频时，量程开关选择在*1或*10位置，而测高频时，应设置*100或*1000位置，在电路处理上就是将单位时间缩小为1/1000、1/100、1/10等，即在1/1000 秒测得的数值，其量程为数显值*1000；1/100 秒测得的数值，其量程值为数显值*100，余类推。
所以我们这里选用1/1000﹑1/100﹑1/10﹑1 秒四档作为脉冲输入的门控时间，完成量程的选择。
五﹑参考电路
根据设计任务的要求，频率计逻辑电路可用大中规模集成电路或专用频率计数器构成，参考电路分别如图3.4和图3.5所示。
图 3.4
图 3.5
六﹑参考电路简要说明
1.图3.4采用八只CMOS电路CL102四合一显示完成计数﹑译码﹑显示功能。
输入待测频率经7555电路进行整形后，输入给CL102进行计数。
由晶振（8MHz）与门电路组成的振荡器经74LS93和74LS390分频后，分别获得1M﹑105﹑104﹑103﹑102﹑101﹑1Hz。
图中74LS93为8 分频器，74LS390为双十进制计数器。
1Hz控制计数器的计数时间，在计数器清零之前，将计数器的计数值送显示器，其时序电路如图3.6所示。
图3.6清零送数时序波形图
74LS123是单稳态触发器，其主要作用：U1是将1Hz脉冲变成窄脉冲，将CL102计数器数据寄存显示；U2产生的窄脉冲是计数器的清零脉冲，相对于送数脉冲延时了100ns 左右，以保证寄存器的数据正确，其频率由开关K分别置在4﹑3 ﹑2﹑1位置，即可完成*1﹑*10﹑*100﹑*1000等几种不同的量程。
如测试量程不用开关，则需增加显示器的数量，从而达到满意的量程。
小数点的控制，可根据量程确定，点亮的显示器的dp端接到+5V，其它位的dp接到地上。
如不需要显示小数点，可全部接地。
2.在图
3.5中，数显为共阴极八位LED数显，型号为LC5011—11，晶振为10MHz。
频率从fA或fB输入。
八只数显LC5011—11的a —f﹑dp全部连在一起，分别接至ICM7216B 的a—f﹑dp端，数码管的公共端COM8—COM1分别接ICM7216B的D8—D1端。
S1为量程（自动小数点）选择开关，S2为测量功能选择开关，工作模式选控开关为S3—S7，保持按钮为HOLD，复位开关为。
如果外接1MHz晶体工作，就应把开关S7连通（ON）。
其余模式选择方法类推，可参考前述表3.1。
在S3—S7上串接隔离二极管，可防止有两只以上开关连通时位输出互为负载而损坏器件。
送入fA﹑fB信号，可以是TTL电平，也可以HCMOS电平，如果是CC4000系列器件送来的信号，则应当把连到V+的3kΩ电阻增大到10kΩ以上或者去掉电阻。
通常用单稳电路作为输入波形整形。
本电路若将输入型号进行10分频，则测量范围可以提高10倍。
3.图3.4﹑图3.5所示参考电路中，有些IC电路和地未画出，使用时应加上它。