华中科技大学电子课程设计频率计
EDA数字频率计课程设计
目录1、前言................................................................................................... - 2 -1.1 EDA技术介绍..........................................- 2 -1.2 Verilog HDL简介.......................................- 2 -1.3 数字频率计概述........................................- 3 -2、总体方案设计 ..................................................................................... - 4 -2.1设计内容..............................................- 4 -2.2设计方案比较..........................................- 4 -2.3方案论证..............................................- 5 -3、单元模块设计 ..................................................................................... - 6 -3.1 放大整形电路..........................................- 7 -3.2 时基电路.............................................- 8 -3.3 计数模块.............................................- 8 -3.4 分频模块 (13)3.5 门控模块 (15)3.6 锁存模块 (17)3.7 译码显示模块 (18)4、系统总体设计及调试 (20)4.1 顶层电路 (20)4.2 仿真及调试 (21)5、特殊器件的介绍 (22)5.1 CPLD器件介绍 (22)5.2 FPGA器件介绍 (22)5.3 EP1K30TC144器件介绍 (23)6、总结 (24)6.1设计小结 (24)6.2设计收获 (24)6.3设计改进 (24)6.4 致谢 (25)参考文献 (25)1、前言1.1EDA技术介绍EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）缩写，是90年代初从CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。
自动频率计课程设计
自动频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自动频率计的基本原理，掌握其工作流程及组成部分。
2. 学生能够掌握自动频率计在电子测量中的应用，了解相关技术参数。
3. 学生能够运用已学知识，分析自动频率计的电路图，并识别其中的电子元件。
技能目标：1. 学生能够独立完成自动频率计的组装和调试。
2. 学生能够运用自动频率计进行实际频率的测量，并准确读取数据。
3. 学生能够通过小组合作，解决自动频率计使用过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子测量技术的兴趣，增强实践操作的热情。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作精神和沟通能力，提高问题解决能力。
3. 学生通过学习自动频率计，认识到电子技术在日常生活中的重要性，增强科技创新意识。
课程性质：本课程属于电子技术实践课，注重理论联系实际，提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生已具备基础的电子知识，具有一定的分析和动手能力，但对自动频率计的原理和应用了解有限。
教学要求：结合学生特点，通过讲解、演示、实践等教学方法，引导学生掌握自动频率计的相关知识，培养其技能和情感态度价值观。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生提问和思考，提高教学效果。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 自动频率计基本原理：介绍自动频率计的工作原理、频率测量方法及其优势。
- 教材章节：第二章 电子测量仪器，第三节 自动频率计。
- 内容列举：频率定义、频率测量方法、自动频率计原理。
2. 自动频率计的组成与功能：分析自动频率计的各个组成部分及其功能。
- 教材章节：第二章 电子测量仪器，第三节 自动频率计。
- 内容列举：计数器、时钟、控制电路、显示部分等。
3. 自动频率计的应用与操作：讲解自动频率计在实际测量中的应用，以及操作方法。
- 教材章节：第二章 电子测量仪器，第三节 自动频率计。
- 内容列举：应用场景、操作步骤、注意事项。
电子技术设计报告频率计
电子技术设计报告频率计引言频率计是一种广泛使用的电子设备，它可以测量电子设备中信号的频率。
频率计广泛应用于各种领域，包括无线通信、音频、雷达、测量和控制等领域。
本文将介绍一种电子技术设计报告频率计，包括其原理、设计步骤、测试和评估。
原理频率计的基本原理是计算输入信号的周期，然后通过周期计算频率。
为了计算周期，频率计使用一个计数器，并将其与输入信号同步。
当输入信号的一个完整周期结束时，计数器将计数器加1。
通过频率计算器和计算时间，可以计算出输入信号的频率。
设计步骤1. 选择信号源：频率计需要一个信号源，该信号源可以是一个放大器、一个信号发生器或一个电路板的特定部分。
选择的信号源应该产生一个稳定的、固定频率的信号。
2. 选择计数器：根据所测量的频率范围选择计数器类型。
如果需要测量高频，可以选择快速计数器，而对于低频测量，则应选择慢速计数器。
3. 选择计数器时基：选择计数器的时基可以是信号源的参考时钟、一个晶体时钟或一个精密时基。
4. 选择显示器：频率计需要一个显示器来显示测量结果。
可以选择数字或模拟显示器，也可以选择通过计算机软件实现的图形显示器。
5. 设计频率计电路：根据选择的组件和设计要求，设计频率计电路。
6. 构建电路：将设计好的电路板组装到一个适当的机箱中，并进行初始测试。
确保电路板工作正常，并且测量结果准确。
测试和评估1. 实际测量：使用测量仪器测量信号源的频率，并将其与频率计测量的结果进行比较。
确保频率计的测量误差在合理范围内。
2. 稳定性测试：通过让信号源的频率变化来测试频率计的稳定性。
确保频率计以稳定和准确的方式测量变化的频率。
3. 精度测试：使用一个校准信号源来测试频率计的精度。
确保频率计测量的频率与校准信号源产生的频率误差在合理范围内。
总结本文介绍了一种电子技术设计报告频率计，包括其原理、设计步骤、测试和评估。
频率计是一种广泛使用的电子设备，用于测量电子设备中信号的频率。
通过选择适当的信号源、计数器和显示器以及设计频率计电路，可以构建一个稳定准确的频率计。
频率计课程设计报告
《自动化专业综合课程设计1》课程设计报告题目：数字式频率计的设计院（系）：机电与自动化学院专业班级：自动化1005学生姓名：乾龙学号：20101184218指导教师：段丽娜2013年6月17日至2013年7月3日华中科技大学武昌分校目录1.课程设计目的 12.课程设计要求 13.课程设计内容 1 3.1系统的主要模块 2 3.2 各模块的源程序、模块图和波形仿真 3 3.2.1控制模块 3 3.2.2 计数器模块 4 3.2.3 锁存器模块 6 3.2.4 显示模块 7 3.2.5 连接模块 93.3顶层文件 114.1 实验板接线和实验现象 12 总结 12 参考文献 141 课程设计目的（1）巩固和加深对《EDA技术及应用》及《数字电子技术》基本知识的理解，提高学生综合运用本课程所学知识的能力；（2）培养学生根据课题需要选学参考书籍、查阅手册、图表和文献资料的自学能力；通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法；（3）以学生的动手为主要内容，培养学生系统软、硬件设计、调试的基本思路、方法和技巧，并能熟练使用集成软件QuartusⅡ进行有关电路设计与分析；（4）掌握FPGA器件的正确使用方法，提高学生动手能力，能在教师指导下，完成课程任务；（5）了解与课题有关的电路以及所用的FPGA集成块的引脚和技术参数规范，学会按课程设计任务的要求编写设计总结，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图并上机调试出结果；（6）培养严肃认真的工作作风和科学态度。
通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观念、工程观念和全局观点。
2 课程设计要求在QuartusII软件中新建原理图文件，编译，仿真，锁定管脚并下载到目标芯片。
将被测信号fx输入到系统，数码管将会显示被测信号频率。
(1) 根据设计要求, 设计系统的原理框图，说明系统中各主要组成部分的功能；(2) 在QuartusII软件中，编写各个模块VHDL源程序；并上机调试通过；(3) 根据软件编好用于系统仿真的测试文件；(4) 编好用于硬件验证的管脚锁定文件；(5) 记录系统各个模块仿真结果；(6) 记录调试过程中出现的问题及解决办法。
频率计课程设计
江苏理工学院JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY电气信息工程学院频率计课程设计学院名称：电气信息工程学院专业：电子班级：10电子2班姓名：陈曦学号：指导老师：陈连玉设计时间：2013年4月数字频率计数字频率计数器是测量信号频率的装置, 也可以用来测量方波脉冲的脉宽通常频率以数字形式直接显示出来, 简便易读, 即所谓的数字频率计频率测量对生产过程监控有很重要的作用, 可以发现系统运行中的异常情况, 以便迅速作出处理,传统的频率计采用测频法测量频率, 通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成, 产品不但体积较大, 运行速度慢, 而且测量低频信号时不宜直接采用基于单片机技术,而数字式频率计数器具有操作简单方便、响应速度快、体积小等一系列优点, 可以及时准确地测量低频信号的频率。
1、数字频率计与单片机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。
随着复杂可编程逻辑器件( CPLD) 和功能越来越强大的单片机的广泛应用。
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、尖脉冲信号及其他各种单位时间内变化的物量。
在AT89C51 单片机上实现的频率计, 整个系统非常精简, 而且具有灵活的现场可更改性。
在不更改硬件电路的基础上, 对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能。
该数字频率计具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等优点。
2、技术指标输入脉冲幅度：0—5V频率测量范围：100—Hz测量精度：±1%显示方式：四位数字显示3、系统结构框图图1 系统结构框图一、硬件电路设计1，硬件电路图图2 硬件管脚图1、其具体连接方法如下：P3．4口(即T0)接输入脉冲信号。
XTAL1与XTAL2管脚接两个20pF电容和12 MHz晶振构成时钟电路。
电子频率计课程设计
电子频率计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电子频率计的基本工作原理和功能用途；2. 掌握电子频率计的电路组成和各部分作用；3. 学会使用电子频率计进行频率测量，并能正确读取数据。
技能目标：1. 能够运用所学知识，组装简单的电子频率计电路；2. 培养学生动手操作、观察和解决问题的能力；3. 提高学生运用电子频率计进行实验数据采集和处理的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作意识，提高合作能力；3. 增强学生的创新意识，鼓励学生在实践中提出新思路和解决方案。
课程性质：本课程为电子技术学科实验课程，结合理论知识，注重实践操作。
学生特点：学生处于初中年级，具有一定的电子技术基础知识和实验操作能力。
教学要求：教师需引导学生主动参与实验，关注学生个体差异，鼓励学生提出问题、解决问题，注重培养学生的实践能力和创新精神。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际操作中，提高综合运用能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识学习：- 电子频率计的基本原理与功能；- 电路组成及各部分的作用，包括：信号发生器、计数器、显示部分等；- 频率测量方法及注意事项。
2. 实践操作环节：- 电子频率计的组装与调试；- 使用电子频率计进行频率测量实验；- 数据采集与处理。
3. 教学大纲与教材关联：- 教学大纲依据课程目标，结合教材第X章内容进行设计；- 教学进度安排：第1课时，学习理论知识；第2课时，实践操作；第3课时，总结与讨论；- 教材章节内容列举：a. 电子频率计的基本原理与功能（教材第X章第X节）；b. 电路组成及各部分作用（教材第X章第X节）；c. 频率测量方法及实验操作（教材第X章第X节）。
教学内容旨在确保学生掌握电子频率计的基本知识，培养实验操作能力，并通过实际操作进一步巩固所学知识。
同时，注重教学内容与教材的关联性，使学生在学习过程中能够形成完整的知识体系。
电子课程设计简单频率计
电子课程设计简单频率计一、教学目标本课程旨在通过学习电子课程设计简单频率计，让学生掌握基本的电子电路知识，培养学生运用科学的方法和技能进行电子设计与制作的实践能力。
同时，通过课程的学习，使学生认识到电子技术在现代社会中的广泛应用，培养学生的创新精神和团队合作意识。
具体的教学目标如下：1.了解频率计的基本原理和结构；2.掌握常用的电子元器件的功能和用途；3.学习简单的电子电路设计方法。
4.能够运用万用表、示波器等仪器进行电子电路的测试；5.能够根据设计要求，选用合适的元器件，进行简单的电子电路设计与制作；6.能够对电子电路进行调试和故障排除。
情感态度价值观目标：1.培养学生对电子技术的兴趣和好奇心，激发学生的学习热情；2.培养学生团队合作、积极探究的科学精神；3.使学生认识到电子技术在现代社会中的重要性，增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.频率计的基本原理和结构；2.常用的电子元器件的功能和用途；3.简单的电子电路设计方法；4.电子电路的制作与调试技巧。
具体的教学安排如下：第一课时：介绍频率计的基本原理和结构；第二课时：学习常用的电子元器件的功能和用途；第三课时：学习简单的电子电路设计方法；第四课时：进行电子电路的制作与调试实践。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括：1.讲授法：讲解频率计的基本原理和结构，电子元器件的功能和用途，以及电子电路的设计方法；2.实验法：通过实际操作，让学生掌握电子电路的制作和调试技巧；3.小组讨论法：引导学生进行团队合作，共同探讨和解决问题。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《电子技术基础》；2.参考书：电子元器件手册、电子电路设计手册等；3.多媒体资料：电子电路原理图、实验操作视频等；4.实验设备：电子实验板、万用表、示波器等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评价方式，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
使用VHDL语言进行的100MHZ数字频率计的设计
《电气工程及其自动化EDA课程设计》课程设计报告\题目：数字频率计的设计院（系）：机电与自动化学院专业班级：电气工程及其自动化学生姓名： XXX学号： 2011XXXXXXX指导教师： XXX 】2014年1月6日至2014年1月10日#华中科技大学武昌分校《电气工程及其自动化EDA课程设计》设计任务书(目录摘要 (1)一．课程设计要求及内容 (1)主要技术指标 (1)工作内容及要求 (1)二数字频率计的基本原理 (1)数字频率计的组成 (1):数字频率器的原理 (2)三具体电路模块设计 (2)100MHz分频器 CLK_GEN的设计 (2)带时钟使能的十进制计数器CNT10的设计 (3)32位锁存器REG32B的设计 (5)测频控制信号发生器TESTCTL的设计 (6)动态输入编译译码器HC4511的设计 (7)四数字频率计系统模块的设计 (9)>系统模块程序设计及仿真波形 (9)数字频率计系统顶层设计 (10)五心得体会 (13)课程设计成绩评定表 (14)（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一种数字测量仪器，其功能是测量正弦信号，方波信号，尖脉冲信号以及其他各种单位时间内变化的物理量，因此已经成为电路设计的常用元器件之一，有它不可替代的地位。
在电子技术中，频率与许多电参量的设计测量方案，测量结果都有着十分紧密的关系，因此频率的测量就显得更为重要。
测量频率的方法有很多种，其中数字计数器测量频率具有精度高，使用方便，测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
其原理为通过测量一定闸门时间内信号的脉冲个数。
本文阐述了利用VHDL语言在CPLD器件的基础上设计一个简单的数字频率计的过程。
采用VHDL编程技术设计实现的数字频率计，除被测信号的整形部分，键输入部分和数码显示部分以外，其余全部在一片集成电子芯片上实现，整个系统非常精简，而且具有灵活的现场可更改性。
电子频率计课程设计
电子频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子频率计的基本原理，掌握其组成部分及功能。
2. 学生能运用所学知识，分析电子频率计的电路图，并阐述其工作过程。
3. 学生了解频率的概念，掌握频率的计算方法。
技能目标：1. 学生能独立完成电子频率计的组装和调试，提高动手实践能力。
2. 学生能运用电子频率计进行频率测量，并准确读取测量结果。
3. 学生能通过实际操作，培养问题分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发创新精神和实践欲望。
2. 学生在学习过程中，养成合作、分享、尊重他人意见的良好品质。
3. 学生意识到电子技术在日常生活和工业生产中的应用价值，增强社会责任感。
本课程针对高中电子技术课程，结合学生年龄特点和认知水平，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握电子频率计的相关知识，培养实际应用能力，同时培养积极的学习态度和价值观。
课程目标具体、可衡量，便于教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识：- 频率概念及其单位- 电子频率计的原理与分类- 电子频率计的组成部分及其功能- 频率计算方法2. 实践操作：- 电子频率计电路图的识别与分析- 电子频率计的组装与调试- 频率测量方法及注意事项- 测量结果的读取与处理3. 应用拓展：- 电子频率计在实际应用中的案例介绍- 电子频率计在日常生活和工业生产中的应用- 创新设计与改进方向教学内容依据课程目标，结合教材相关章节进行安排。
教学进度分为三个阶段：- 第一阶段：理论知识学习，使学生掌握基本概念和原理。
- 第二阶段：实践操作，提高学生的动手能力，巩固理论知识。
- 第三阶段：应用拓展，激发学生创新意识，培养实际应用能力。
教学内容具有科学性和系统性，旨在帮助学生全面掌握电子频率计的相关知识，培养实际操作技能，并激发学生的学习兴趣。
三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，为学生讲解电子频率计的基本概念、原理和计算方法。
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. 学生能理解频率计的基本工作原理，掌握其电路组成和功能。
2. 学生能运用已学过的电子元件，设计并搭建一个简易频率计。
3. 学生能够掌握频率、周期等基本概念，并了解它们在实际应用中的重要性。
技能目标：1. 学生通过动手实践，提高电子电路搭建和调试的能力。
2. 学生能够运用所学知识解决实际问题，培养创新思维和动手能力。
3. 学生学会查阅相关资料，提高自主学习能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习过程中，培养对电子技术的兴趣，激发探究精神。
2. 学生在团队合作中，学会互相尊重、沟通与协作，培养团队精神。
3. 学生能够认识到科技对社会发展的作用，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和创新思维。
学生特点：本年级学生具备一定的电子基础知识，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师需结合课本知识，引导学生主动参与课程，关注学生个体差异，鼓励学生提出问题和解决问题。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力。
通过课程目标的实现，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容围绕以下三个方面进行组织：1. 理论知识：- 介绍频率、周期、频率计的基本概念和原理。
- 分析简易频率计的电路组成和功能，包括时钟电路、计数器、显示电路等。
2. 实践操作：- 指导学生使用面包板搭建简易频率计电路。
- 教学内容包括电子元件的选择、电路连接、调试和测试等。
3. 教学案例与拓展：- 结合课本案例，分析实际应用中的频率计，如心跳频率计、转速表等。
- 探讨频率计在生活中的应用，激发学生对电子技术的兴趣。
教学大纲安排如下：1. 第一课时：导入课程，介绍频率计的基本概念和原理，分析电路组成。
2. 第二课时：讲解实践操作步骤，指导学生进行电路搭建和调试。
3. 第三课时：展示和讨论教学案例，进行课程总结和拓展。
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。
课程设计 频率计的设计
学生姓名(学号) ）课程名称数字电子技术设计题目数字频率计设计完成期限自 2009 年 6 月 24至 2009 年 6月 30 共 1 周设计依据已学过电路分析、模拟电子技术、数字电子技术，按照教学计划要求进行《数字电子技术课程设计》。
设计要求及主要内容1、设计一个3位十进制频率计，其测量范围为1MHz。
量程分为10KHz、100KHz、1MHz三档(最大读数分别为9.99KHz、99.9KHz、999KHz)，量程转换规则如下：(1)当读数大于999时，频率计处于超量程状态，此时显示器发出溢出指示。
下一次测量时，量程自动增大一档。
（2）当读数小于099时，频率计处于欠量程状态，下一次测量时，量程自动减小一档。
2、显示方式如下：(1) 采用记忆显示方式。
即计数过程中不显示数据，等到计数过程结束以后，显示计数结果，并将此计数结果保持到下一次计数结束。
显示时间不小于1s。
(2) 小数点位置随量程变换自动移位。
3、对电路进行仿真。
参考资料[1]MAXPLUSII 及 VHDL 使用教程.东南大学[2]康华光.电子技术基础数字部分.高等教育出版社.指导教师签字日期目录一、设计任务 (4)二、设计条件 (4)三、设计要求 (4)四、总体概要设计 (4)五、各单元模块设计和分析 (5)六、元器件清单 (7)七、设计总结 (7)八、参考文献 (7)九、附数字钟课程设计仿真图 (8)十、实验心得 (9)引言：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。
因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。
一、设计任务：频率计设计二、设计条件：本设计基于Multisim仿真软件的调试三、设计要求：1、设计一个3位十进制频率计，其测量范围为1MHz。
量程分为10KHz、100KHz、1MHz三档(最大读数分别为9.99KHz、99.9KHz、999KHz)，量程转换规则如下：(1)当读数大于999时，频率计处于超量程状态，此时显示器发出溢出指示。
电子频率计课程设计
电子频率计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电子频率计的基本工作原理，掌握其组成结构和功能；2. 学会使用电子频率计进行频率测量，掌握相关数据处理方法；3. 了解电子频率计在实际应用中的使用场景，例如在电子通信、物联网等领域。
技能目标：1. 能够正确操作电子频率计，进行简单的频率测量实验；2. 能够分析实验数据，解决实际问题；3. 能够将电子频率计与其他电子设备结合使用，设计简单的电子系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术课程的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的动手能力和团队合作精神，增强实践操作能力；3. 培养学生严谨的科学态度，提高学生对实验数据的分析处理能力。
本课程针对高年级学生，课程性质为理论联系实际的实践课程。
考虑到学生的认知水平和动手能力，课程设计以实践操作为主，理论知识为辅。
通过本课程的学习，使学生能够掌握电子频率计的基本原理和操作方法，提高学生的实际应用能力，培养学生在电子技术领域的兴趣和素养。
课程目标分解为具体学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 电子频率计基本原理：介绍频率计的工作原理，包括计数原理、时间间隔测量等；相关教材章节：第三章第二节“电子计数器的工作原理”2. 电子频率计的组成结构：分析电子频率计的各个组成部分，如输入级、放大器、计数器、显示等；相关教材章节：第三章第三节“电子计数器的组成结构”3. 电子频率计操作方法：详细讲解电子频率计的操作步骤，包括仪器的连接、设置、测量及数据处理；相关教材章节：第三章第四节“电子计数器的使用方法”4. 实际应用案例分析：分析电子频率计在通信、物联网等领域的应用实例；相关教材章节：第三章第五节“电子计数器的应用”5. 实践操作：安排学生进行电子频率计的实践操作，包括简单频率测量实验、数据分析和问题解决；相关教材章节：第三章实践操作部分6. 课程总结与拓展：对本章内容进行总结，引导学生探讨电子频率计在其他领域的应用，激发学生创新意识。
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2015-2016学年度第二学期电子技术基础课程设计 --数字频率计设计院系：自动化学院专业：自动化班级：姓名：学号：指导教师：一、设计目的与要求 (3)二、需求分析及创意 (3)三、系统方案及技术路线 (4)四、设计原理 (5)1、基本原理 (5)2、模块原理 (5)五、设计内容 (6)1、分频模块 (6)2、方波发生器模块 (6)3、五位十进制计数器模块 (7)4、锁存模块 (9)6、编译仿真 (15)六、输入输出设计 (15)八、实验总结 (17)1、心得体会 (17)2、待改进的问题 (18)3、功能扩展 (19)九、参考书目 (19)十、附录 (19)一、设计目的与要求设计一个数字频率计，其技术要求如下：(1)测量频率范围：1Hz~100kHz。
(2)准确度∆fx/fx≤± 2%。
(3)测量信号：方波，峰峰值为3V~5V。
(4)使用数码管显示测量的信号频率（测量低频信号时可以只显示测量信号的周期）。
二、需求分析及创意频率计的主要功能是准确测量出待测频率的频率、周期、脉宽及占空比。
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。
测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法(高频)，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法（低频）。
直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。
本设计中分别以图形设计方法为主和VHDL语言为主的两种形式进行设计。
在这次设计过程中，我们设计了两套测量频率计的方案。
下面分别阐述。
第一种方案，主要是通过一个计数器，在1秒时间内，当有待测信号上升沿产生时，开始计数。
最后送到显示模块显示。
而占空比，则是通过分别计算高电平时间和低电平时间，从而得到占空比数值。
应该说这种方法，更接近于测频法的思想。
通过实验的检测，发现与实验仪器（信号发生器）的最大误差只有±10，所以，在测量频率不是特别大的范围内，这种设计方案，笔者认为应该可以接受。
而第二种方案，则是对于不同大小的频率，通过测频法和测周法，进行选择输出频率值大小。
三、系统方案及技术路线低频信号的测量（测周期法1HZ—10KHZ）：所谓频率就是在单位时间（1s）内周期信号的变化次数。
若在一定时间间隔T内测得周期信号的重复变化次数为N，则其频率为f=N/T，据此，同样对于低于10KHZ的信号，我们采用测周期法，时标为50MHZ,其误差远远小于0.001，故可达到指标要求测周法原理:假设基准时钟信号的周期为Ts(频率为fs)，被测信号的周期我Tw，用被测信号控制测量计数器进行计数，当被测信号一个周期结束后，让计被测信号的周期为数器停止计数，若计数器数值为N x，Tw=N x*Ts其频率为fx=fs*Nx这种测频方法实际上是通过测量被测信号周期后，再经过换算得到被测信号频率的，它适合于被测信号原低于基准时钟信号频率的场合。
用这种方法测量时，测试精度与计数器中记录的Nx有关，由于被测信号一个周期的时间长度不一定正好为基准时钟信号周期的整数倍，因此计数器的计数值会产生±1个值的误差。
高频信号的测量（测频法10KHZ—10MHZ）：由于我们很难得到准确的1hz频率，故在这里我们采用等精度测量法，这样就可以不必考虑1s信号的精确度的影响。
闸门时间不是固定值,而是被测信号周期的整数倍,即与被测信号同步.因此排除了对被测信号计数所产生的1个周期误差,并且达到了在整个测试频段的等精度测量.在测量过程中,有两个计数器分别对标准信号和被测信号同时计数.首先给出闸门开启信号(预置闸门上升沿),此时计数器并不开始计数.而是等到被测信号的上升沿到来时,计数器才真正开始计数.然后预置闸门关闭信号(下降沿到时),计数器并不立即停止计数,而是等到被测信号的上升沿到来时才开始结束计数,完成一次测量过程.设在一次实际闸门时间t中计数器对被测信号的计数值为Nx,对标准信号的计数值为Ns, 标准信号的频率为fs,则被测信号的频率为fx=Nx/Nsfs。
由推断(此处省略)得测量频率的相对误差£=1/tfs由上式可看出测量频率的相对误差与被测信号频率的大小无关,仅与闸门时间和标准信号频率有关.闸门时间越长,标准频率越高测频的相对误差就越小.标准频率可由稳定性好,精度高的高频率晶振产生,在保证测量精度不变的前提下,提高标准信号频率,可使闸门时间缩短,即提高测试速度.可实现四、设计原理1、基本原理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。
这就要求sysclk 能产生一个1s 脉宽的周期信号，并对频率计的每一个计数器cntp 的使能端进行同步控制。
当clK_cnt 高电平时允许计数，并保持其所计的数。
在停止计数期间，首先需要一个锁存信号将计数器在前1s 的计数值锁存进锁存器reg 中，并由外部的7段译码器译出并稳定显示。
原理图如图1-1图1-12、模块原理根据数字频率计的基本原理，本文设计方案的基本思想是分为五个模块来实现其功能，即整个数字频率计系统分为分频模块、控制模块、计数模块、译码模块和量程自动切换模块等几个单元，并且分别用VerilogHDL 对其进行编程，实现了闸门控制信号、计数电路、锁存电路、显示电路等。
脉冲形成模块计数模块译码模块控制模分频模量程切换模块被测信锁存清零使能基准信号五、设计内容1、分频模块由于晶体振荡器提供的为50MHz的时钟，而在整个频率计里将用到周期为2s，半个周期为1s的闸门信号，所以我们在此模块先分频产生0.5Hz的分频信号。
always@(posedge sysclk)beginif(cnt==50_000_000)beginclk_cnt<=~clk_cnt;cnt<=0;endelsebegincnt<=cnt+1'b1;endend由程序中的clk_cnt<=~clk_cnt;cnt<=0;得知会产生我们想要的周期为2s的clk_int信号。
仿真结果如图1-2.图1-22、方波发生器模块always@(posedge sysclk)beginif(cnt1==500)beginclk_out<=~clk_out;cnt1<=0;endelsebegincnt1<=cnt1+1'b1;endend由于在寝室做测试时缺少了信号发生器，所以添加了一个方波发生的模块。
如上面程序中所示，当出cnt1=500时,可以产生50000HZ的方波，通过改变出cnt1的数值调出不同频率的方波从clk_out输出到clkin，进行方波频率计数。
3、五位十进制计数器模块5位十进制计数器模块包含5位十进制的计数器，用来对施加到时钟脉冲输入端的待测信号产生的脉冲进行计数，十进制计数器具有清零控制和进位扩展输出的功能。
always@(posedge clkin)beginif(clk_cnt)beginif(cntp1=='b1001)begincntp1<='b0000;cntp2<=cntp2+1;if(cntp2=='b1001)begincntp2<='b0000;cntp3<=cntp3+1;if(cntp3=='b1001)begincntp3<='b0000;cntp4<=cntp4+1;if(cntp4=='b1001)begincntp4<='b0000;cntp5<=cntp5+1;if(cntp5=='b1001)begincntp5<='b0000;endendendendendelsebegincntp1<=cntp1+1;endend本程序采用的是以累加的方法结合巧妙地if语句进行四重循环，实现四位十进制不同的高低级别，实现计数。
一位十进制原理图仿真如图1-3。
图1-3五位十进制原理图仿真如图1-4。
图1-44、锁存模块如果计数器输出直接与译码器相连接，那么在计数过程中输出端则随输入脉冲数的增加而不断跳变，那么显示数码管则也会不断闪烁跳变，让人不能看到稳定的输出，设锁存器后，则不再跳变，便可清晰读出计数结果。
其生成的功能模块如图所示：if(cntp1!='b0000|cntp2!='b0000|cntp3!='b0000|cntp4!='b0000|cntp5!='b00 00 )begincntq1<=cntp1;cntq2<=cntp2;cntq3<=cntp3;cntq4<=cntp4;cntq5<=cntp5;cntp1<='b0000;cntp2<='b0000;cntp3<='b0000;cntp4<='b0000;cntp5<='b0000;end//5、清零复位模块采用一个开关作为rst复位信号，当rst置0时，5个cntq寄存器赋0，从而5个数码管显示0，同时5个计数单元cntp也清零，为下次阀门信号时计数做准备。
if(cntp1!='b0000|cntp2!='b0000|cntp3!='b0000|cntp4!='b0000|cntp5!='b000 0 )begincntq1<=cntp1;cntq2<=cntp2;cntq3<=cntp3;cntq4<=cntp4;cntq5<=cntp5;cntp1<='b0000;cntp2<='b0000;cntp3<='b0000;cntp4<='b0000;cntp5<='b0000;end//6、译码显示模块选择另一个开关作为量程选择信号rst1，当rst1=0时，将cntq1，cntq2,cntq3,cntq4的值分别赋给seg1,seg2,seg3,seg3,seg4这4个7位共阳极数码管显示的信号（即显示5位数频率的后4位），当rst1=1时，将cntq5的值赋给seg1，再把seg2,seg3,seg4分别置为’0‘所对应的显示码。
还有一种显示方式是吧cntq5的值直接赋给led[ 3:0],直接用4个二极管显示（用二进制表示）。