简单数字频率计的设计与制作
数字频率计的设计与制作
数字频率计的设计与制作
一、问题的引入： 在许多情况下，要对信号的频率进行测量， 利用示波器可以粗略测量被测信号的频率，精确 测量则要用到数字频率计。
二、设计目的： 本设计与制作项目可以进一步加深我们对数字 电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数 字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。
（ 3 ）分频器
分频器的作用是为了获得 1S 的标准时间。电路 首先对100Hz 信号进行 100 分频得到周期为 1S 的脉冲信号。然后再进行二分频得到占空比为 50 ％脉冲宽度为 1S 的方波信号，由此获得测量频 率的基准时间。
（ 4 ）信号放大、波形整形电路
为了能测量不同电平值与波形的周期信号的频率， 必须对被测信号进行放大与整形处理，使之成为 能被计数器有效识别的脉冲信号。信号放大与波 形整形电路的作用即在于此。信号放大可以采用 一般的运算放大电路，波形整形可以采用施密特 触发器。
数字频率计的设计与制作
四、所需仪器设备与器件 示波器、音频信号发生器、逻辑笔、万用表、 数字集成电路测试仪、直流稳压电源。
1、数字频率计的基本原理
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， 并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频 率。
（ 5 ）控制门
控制门用于控制输入脉冲是否送计数器计数。它 的一个输入端接标准秒信号，一个输入端接被测 脉冲。控制门可以用与门或或门来实现。当采用 与门时，秒信号为正时进行计数，当采用或门时， 秒信号为负时进行计数。
（ 7 ）锁存器
在确定的时间（ 1S ）内计数器的计数结果（被 测信号频率）必须经锁定后才能获得稳定的显示 值。锁存器的作用是通过触发脉冲控制，将测得 的数据寄存起来，送显示译码器。锁存器可以采 用一般的 8 位并行输入寄存器，为使数据稳定， 最好采用边沿触发方式的器件。
数字频率计的设计及制作
绪论数字频率计是一种用十进制数字显示频率的数字测量仪器，它的根本功能是测量正弦波信号，方波信号和尖脉冲信号以及其他各种单位时间内变化的物理量，它的用途十分广泛。
本设计主要由多谐振荡器、整形电路、闸门电路、计数器和数字显示几个模块组成，利用Proteus 软件完成设计与仿真之后在实验室进展调试，验收。
2 设计指标要求设计并制作一个简易的数字频率计电路。
技术指标要求是： 1．测量信号: 正弦波、方波信号,信号幅度Vxm=(0.2-5V) ； 2．测量频率X 围: 1Hz-9，999Hz ; 3．频率准确度3102-⨯±≤∆xf f4．显示方式: 4位十进制数显示;5．时基电路由555 振荡器产生1HZ 脉冲信号。
3 数字频率计的设计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，并将计数结果显示出来，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根本原理。
3.1 数字频率计组成框图数字频率计的组成框图如图3-1所示：图3-1 数字频率计的组成框图3.2秒脉冲的设计利用一片555芯片可以通过多谐振荡器电路产生高电平为1S的脉冲，其电路图如图3-2所示：图3-2 多谐振荡器3.3整形电路的设计波形整形可以采用过零触发电路将全波整流波形变为矩形波，也可采用施密特触发器进展整形。
本次设计采用施密特触发器进展整形，原理图如图3-3所示：图3-3 整形电路3.4清零信号的设计本设计采用单稳态触发器产生清零信号，其原理图如图3-4所示：图3-4 清零信号的设计3.5控制门的设计控制门用于控制输入脉冲是否送计数器计数。
它的一个输入端接标准秒信号，一个输入端接被测脉冲。
简易数字频率计设计 完整版
河南科技大学课程设计说明书课程名称现代电子系统设计题目简易数字频率计设计学院＿＿电信学院＿＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿＿＿学生姓名____________________指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿日期＿＿2010-01-10＿＿＿＿＿＿课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称现代电子系统课程设计学生姓名刘轮辉专业班级电信科071 设计题目简易数字频率计设计一、课程设计目的掌握高速AD的使用方法；掌握频率计的工作原理；掌握GW48_SOPC实验箱的使用方法；了解基于FPGA的电子系统的设计方法。
二、设计内容、技术条件和要求设计一个具有如下功能的简易频率计。
（1）基本要求：a．被测信号的频率范围为1～20kHz，用4位数码管显示数据。
b．测量结果直接用十进制数值显示。
c．被测信号可以是正弦波、三角波、方波，幅值1～3V不等。
d．具有超量程警告（可以用LED灯显示，也可以用蜂鸣器报警）。
e．当测量脉冲信号时，能显示其占空比（精度误差不大于1%）。
（2）发挥部分a．修改设计，实现自动切换量程。
b．构思方案，使整形时，以实现扩宽被测信号的幅值范围。
三、时间进度安排布置课题和讲解：1天查阅资料、设计：4天实验：3天撰写报告：2天四、主要参考文献何小艇《电子系统设计》浙江大学出版社2008.1潘松黄继业《EDA技术实用教程》科学出版社2006.10指导教师签字：2009年12月14日目录一、摘要 (4)二、系统方案论证 (4)2.1频率测量方案 (5)三、数字频率频率计的基本原理 (6)四、各个模块设计 (7)4、1 A/D模数转换模块 (8)4、2 比较模块 (9)4、3 频率和占空比测量模块 (10)五、各个模块仿真波形 (12)六、心得体会 (14)七、参考文献 (15)附录一 (16)附录二 (22)一.摘要频率计是数字电路中的一个典型应用，是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。
简易数字频率计设计报告
简易数字频率计设计报告目录一.设计任务和要求 (2)二.设计的方案的选择与论证 (2)三.电路设计计算与分析 (4)四.总结与心得..................................... 错误！未定义书签。
2五.附录........................................... 错误！未定义书签。
3六.参考文献....................................... 错误！未定义书签。
8一、 设计任务与要求1.1位数：计4位十进制数。
1.2.量程第一档 最小量程档，最大读数是9.999KHZ ，闸门信号的采样时间为1S. 第二档 最大读数是99.99KHZ ，闸门信号采样时间为0.1S.第三档 最大读数是999.9KHZ ，闸门信号采样时间为10mS.第四档 最大读数是9999KHZ ，闸门信号采样时间为1mS.1.3 显示方式（1）用七段LED 数码管显示读数，做到能显示稳定，不跳变。
（2）小数点的位置随量程的变更而自动移动（3）为了便于读数，要求数据显示时间在0.5-5s 内连续可调1.4具有自检功能。
1.5被测信号为方=方波信号二、设计方案的选择与论证2.1 算法设计频率是周期信号每秒钟内所含的周期数值。
可根据这一定义采用如图 2-1所示的算法。
图2-2是根据算法构建的方框图。
被测信号图2-2 频率测量算法对应的方框图 输入电路 闸门 计数电路 显示电路闸门产生整体方框图及原理频率测量：测量频率的原理框图如图2-3.测量频率共有3个档位。
被测信号经整形后变为脉冲信号（矩形波或者方波），送入闸门电路，等待时基信号的到来。
时基信号有555定时器构成一个较稳定的多谐振荡器，经整形分频后，产生一个标准的时基信号，作为闸门开通的基准时间。
被测信号通过闸门，作为计数器的时钟信号，计数器即开始记录时钟的个数，这样就达到了测量频率的目的。
周期测量：测量周期的原理框图2-4.测量周期的方法与测量频率的方法相反，即将被测信号经整形、二分频电路后转变为方波信号。
简单数字频率计的设计与制作
简单数字频率计的设计与制作1结构设计与方案选择1.1设计要求（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1～9999HZ1.2设计原理及方案数字频率计是直接用十进制的数字来显示被测信号频率的一种测量装置。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率，而且还可以测量它们的周期。
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（1-1）据此，设计方案框图如图1所示：图1 数字频率计组成框图图中脉冲形成的电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被。
时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为测信号的频率fＸ1s，则们控电路的输出信号持续时间亦准确的等于1s。
闸门电路由标准秒信号进行控制当秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数器译码显示电路。
秒信号结束时闸门关闭，技计数器得的脉冲数N是在1秒时间内的累计= N Hz。
数，所以被测频率fＸ被测信号f经整形电路变成计数器所要求的脉冲信号○1，其频率与被测信Ｘ号的频率相同。
时基电路提供标准时间基准信号○2，其高电平持续时间t1=1 秒，当l秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到l秒信号结束时闸门关闭，停止计数。
若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率f=NHz,如图2（a）所示，即为数字频率计的组成框图。
图2（a）数字频率计的组成框图图2（b）数字频率计的工作时序波形逻辑控制单元的作用有两个：其一，产生清零脉冲④，使计数器每次从零开始计数；其二，产生所存信号⑤，是显示器上的数字稳定不变。
这些信号之间的时序关系如图2（b）所示数字频率计由脉冲形成电路、时基电路、闸门电路、计数锁存和清零电路、译码显示电路组成。
1.3数字频率计的主要技术指标1.3.1 频率准确度:一般用相对误差来表示，本文设计的频率准确度并没有要求。
简易数字频率计设计
简易数字频率计设计简易数字频率计是一种统计计算工具，用于频率统计，使用适当的算法来测量特定序列中给定元素或者元素组合出现的频率，主要用于数据分析和统计工作，帮助使用者深入分析数据，得到较为精准的结果。
本文将详细说明一种简易的数字频率计的设计实现过程和分步流程。
设计步骤第一步：准备设计简易数字频率计所需要的硬件设备设计简易数字频率计需要的硬件设备有：计算机、网络设备、数据存储器、输入输出设备等。
计算机配备相应的硬件设备和软件，网络设备用于连接多台计算机，数据存储器用于存储数据，输入输出设备允许输入和输出各种不同类型的数据。
第二步：制定相应的算法根据具体情况，应制定出相应的算法，用于计算数据序列中给定元素或者元素组合出现的频率，主要包括排序算法，查找算法，求和算法，概率分布算法等。
比如：可以使用冒泡排序或者快速排序对数据序列进行排序，使用二分查找等技术快速查找元素，在运算时可以使用求和、乘法、平方等算法来计算数据，使用贝叶斯理论等方法来求取概率分布。
第三步：实现数据处理根据设计上的算法，使用计算机及其相应的软件和硬件设备，进行数据处理，对相关的数据序列进行相应的操作，实现频率的统计计算，得到精准的统计结果。
第四步：测试并可视化在完成简易数字频率计的设计之后，应当对数据处理过程进行测试，以验证所编写算法的正确性和可靠性。
完成测试之后，可以通过图表和表格的方式可视化频率计算结果，更加直观地显示出数据之间的关系以及频率变化趋势。
以上就是一种简易数字频率计的设计实现过程，它可以为使用者提供准确的统计数据和频率结果，促进数据深入分析等工作，为企业的发展带来重要的帮助。
数字频率计资料设计及制作
目录目录 (1)1．课程任务 (2)1.1课程名 -------------------------------------------------21.2课程题目 -----------------------------------------------21.3课程设计内容 -------------------------------------------2 2．技术指标 (2)2.1技术指标 -----------------------------------------------22.2系统结构 -----------------------------------------------2 3．整体方案与重点方案设计 (2)3.1根本原理 -----------------------------------------------23.2整体方案与原理图 ---------------------------------------33.3单元电路设计 -------------------------------------------33.4重点设计电路 -------------------------------------------8 4．实物制作 (10)4.1 电路图绘制 --------------------------------------------104.2 PCB设计制作 ------------------------------------------104.3 电路焊接 ----------------------------------------------104.4 电路调试 ----------------------------------------------11 5．总结 (13)5.1设计亮点 ---------------------------------------------135.2问题及改良 -------------------------------------------145.3心得体会 ---------------------------------------------14 6．附录 (15)附录1：电路原理图 ---------------------------------------15 附录2：生成PCB图 ---------------------------------------16 附录3：使用元器件一览表 ---------------------------------17 7．参考文献 (18)1. 课程任务1.1 课程名消费类电子产品设计1.2 课程题目数字频率计的设计与制作1.3 课程设计内容设计并制作一种数字频率计2. 技术指标2.1 技术指标1．频率测量范围：10~9999Hz2．入信号波形：任意周期信号3．输入信号电压幅度：>300mV4．电源：220V、50Hz2.2系统结构本系统分为电源与整流稳压电路模块，全波整流与波形整形电路模块，分频器模块，信号放大和波形整形电路模块，控制门模块，计数器模块，锁存器模块，显示译码器与数码管显示模块。
数字频率计的设计与制作
数字频率计地设计与制作一、任务和目地1、问题引入许多情况下,要对信号地频率进行测量,利用示波器可以粗略测量被测信号地频率,精确测量则要用到数字频率计.2、设计目地：通过本设计与制作项目可以进一步加深我们对数字电路应用技术方面地了解与认识,进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试地方法和步骤.3、设计要求：设计并制作出一种数字频率计,其技术指标如下：（1）频率测量范围：10～9999Hz.（2）输入电压幅度>300mV.（3）输入信号波形：任意周期信号.（4）显示位数：4位.（5）电源：220V、50Hz二、方法和步骤1、设计内容（1）数字频率计地基本原理数字频率计地主要功能是测量周期信号地频率.频率是单位时间（1S）内信号发生周期变化地次数.如果我们能在给定地1S时间内对信号波形计数,并将计数结果显示出来,就能读取被测信号地频率.数字频率计首先必须获得相对稳定与准确地时间,同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别地脉冲信号,然后通过计数器计算这一段时间间隔内地脉冲个数,将其换算后显示出来.这就是数字频率计地基本原理.（2）系统框图从数字频率计地基本原理出发,根据设计要求,得到如图2.1所示地电路框图.图2.1数字频率计框图下面介绍框图中各部分地功能及实现方法○1电源与整流稳压电路框图中地电源采用50Hz地交流市电.市电被降压、整流、稳压后为整个系统提供直流电源.系统对电源地要求不高,可以采用串联式稳压电源电路来实现.○2全波整流与波形整形电路本频率计采用市电频率作为标准频率,以获得稳定地基准时间.按国家标准,市电地频率漂移不能超过0.5Hz,即在1％地范围内.用它作普通频率计地基准信号完全能满足系统地要求.全波整流电路首先对50Hz交流市电进行全波整流,得到如图2.2（a）所示100Hz地全波整流波形.波形整形电路对100Hz信号进行整形,使之成为如图2.2(b)所示100Hz地矩形波.图2.2全波整流与波形整形电路地输出波形波形整形可以采用过零触发电路将全波整流波形变为矩形波,也可采用施密特触发器进行整形.○3分频器分频器地作用是为了获得1S地标准时间.电路首先对图2.2所示地100Hz信号进行100分频得到如图2.3（a）所示周期为1S地脉冲信号.然后再进行二分频得到如图2.3（b）所示占空比为50％脉冲宽度为1S地方波信号,由此获得测量频率地基准时间.利用此信号去打开与关闭控制门,可以获得在1S时间内通过控制门地被测脉冲地数目.图2.3分频器地输出波形分频器可以采用由计数器通过计数获得.二分频可以采用触发器来实现.○4信号放大、波形整形电路为了能测量不同电平值与波形地周期信号地频率,必须对被测信号进行放大与整形处理,使之成为能被计数器有效识别地脉冲信号.信号放大与波形整形电路地作用即在于此.信号放大可以采用一般地运算放大电路,波形整形可以采用施密特触发器.○5控制门控制门用于控制输入脉冲是否送计数器计数.它地一个输入端接标准秒信号,一个输入端接被测脉冲.控制门可以用与门或或门来实现.当采用与门时,秒信号为正时进行计数,当采用或门时,秒信号为负时进行计数.○6计数器计数器地作用是对输入脉冲计数.根据设计要求,最高测量频率为9999Hz,应采用4位十进制计数器.可以选用现成地10进制集成计数器.○7锁存器在确定地时间（1S）内计数器地计数结果（被测信号频率）必须经锁定后才能获得稳定地显示值.锁存器地作用是通过触发脉冲控制,将测得地数据寄存起来,送显示译码器.锁存器可以采用一般地8位并行输入寄存器,为使数据稳定,最好采用边沿触发方式地器件.○8显示译码器与数码管显示译码器地作用是把用BCD码表示地10进制数转换成能驱动数码管正常显示地段信号,以获得数字显示.选用显示译码器时其输出方式必须与数码管匹配.（3）实际电路根据系统框图,设计出地电路如图2.4所示.7414组成非对称多谐振荡器,产生100Hz标准信号,对100Hz信号地分频得到1Hz信号,这里采用7位二进制计数器74HC4024组成100进制计数器来实现.计数脉冲下降沿有效.在74HC4024地Q7、Q6、Q3端通过与门加入反馈清零信号,当计数器输出为二进制数1100100（十进制数为100）时,计数器异步清零.实现100进制计数.为了获得稳定地分频输出,清零信号与输入脉冲“与”后再清零,使分频输出脉冲在计数脉冲为低电平时保持一段时间（10mS）为高电平.电路中采用双JK触发器74HC109中地一个触发器组成触发器,它将分频输出脉冲整形为脉宽为1S、周期为2S地方波.从触发器Q端输出地信号加至控制门,确保计数器只在1S地时间内计数.从触发器端输出地信号作为数据寄存器地锁存信号被测信号通过741组成地运算放大器放大20倍后送施密特触发器整形,得到能被计数器有效识别地矩形波输出,通过由74HC11组成地控制门送计数器计数.为了防止输入信号太强损坏集成运放,可以在运放地输入端并接两个保护二极管.图2.4数字频率计电路图频率计数器由两块双十进制计数器74HC4511组成,最大计数值为9999Hz.由于计数器受控制门控制,每次计数只在JK触发器Q端为高电平时进行.当JK触发器Q端跳变至低电平时,端地由低电平向高电平跳变,此时,8D锁存器74HC374（上升沿有效）将计数器地输出数据锁存起来送显示译码器.计数结果被锁存以后,即可对计数器清零.由于74HC4518为异步高电平清零,所以将JK触发器地同100Hz脉冲信号“与”后地输出信号作为计数器地清零脉冲.由此保证清零是在数据被有效锁存一段时间（10mS）以后再进行.显示译码器采用与共阴数码管匹配地CMOS电路74HC4511,4个数码管采用共阴方式,以显示4位频率数字,满足测量最高频率为9999Hz地要求.2、方法与步骤（1）器件检测用数字集成电路检测仪对所要用地IC进行检测,以确定每个器件完好.如有兴趣,也可对LED数码管进行检测,检测方法由自己确定.（2）电路连接在自制电路板上将IC插座及各种器件焊接好；装配时,先焊接IC等小器件,最后固定并焊接变压器等大器件.电路连接完毕后,先不插IC.（3）电源测试将与变压器连接地电源插头插入220V电源,用万用表检测稳压电源地输出电压.输出电压地正常值应为＋5V.如果输出电压不对,应仔细检查相关电路,消除故障.稳压电源输出正常后,接着用示波器检测产生基准时间地全波整流电路输出波形.正常情况应观测到如图2.2(a)所示波形.（4）基准时间检测关闭电源后,插上全部IC.依次用示波器检测由U1(74HC4024)与U3A组成地基准时间计数器与由U2A组成地触发器地输出波形,并与图2.3所示波形对照.如无输出波形或波形形状不对,则应对U1、U3,U2各引脚地电平或信号波形进行检测,消除故障.（5）输入检测信号从被测信号输入端输入幅值在1V左右频率为1KHz左右地正弦信号,如果电路正常,数码管可以显示被测信号地频率.如果数码管没有显示,或显示值明显偏离输入信号频率,则作进一步检测.（6）输入放大与整形电路检测用示波器观测整形电路U1A(74HC14)地输出波形,正常情况下,可以观测到与输入频率一致、信号幅值为5V左右地矩形波.如观测不到输出波形,或观测到地波形形状与幅值不对,则应检测这一部分电路,消除故障.如该部分电路正常,或消除故障后频率计仍不能正常工作,则检测控制门.（7）控制门检测检测控制门U3C(74HC11)输出信号波形,正常时,每间隔1S时间,可以在荧屏上观测到被测信号地矩形波.如观测不到波形,则应检测控制门地两个输入端地信号是否正常,并通过进一步地检测找到故障电路,消除故障.如电路正常,或消除故障后频率计仍不能正常工作,则检测计数器电路.（8）计数器电路地检测依次检测4个计数器74HC4518时钟端地输入波形,正常时,相邻计数器时钟端地波形频率依次相差10倍.如频率关系不一致或波形不正常,则应对计数器和反馈门地各引脚电平与波形进行检测.正常情况各电平值或波形应与电路中给出地状态一致.通过检测与分析找出原因,消除故障.如电路正常,或消除故障后频率计仍不能正常工作,则检测锁存器电路.（9）锁存电路地检测依次检测74HC374锁存器各引脚地电平与波形.正常情况各电平值应与电路中给出地状态一致.其中,第11脚地电平每隔1S钟跳变一次.如不正常,则应检查电路,消除故障.如电路正常,或消除故障后频率计仍不能正常工作,则检测锁存器电路.（10）显示译码电路与数码管显示电路地检测检测显示译码器74HC4511各控制端与电源端引脚地电平,同时检测数码管各段对应引脚地电平及公共端地电平.通过检测与分析找出故障.三、项目验收1．把作品包装成一个简易产品；2．重新测试逻辑功能,看是否正常；3．启动电路,检查运行情况；4．提供用户使用；5．老师评价.。
数字频率计的设计与实现
目录1. 引言 (1)2．设计任务书 (2)3. 数字频率计基本原理 (3)3.1 设计思路 (3)3.2 原理框图 (3)4. 设计步骤及实现方法 (4)4.1 信号拾取与整形 (4)4.2 计数电路 (5)4.3锁存电路 (6)4.4 译码显示电路 (7)4.5 时钟电路及波形设计 (9)5 总体电路图及工作原理 (13)6 元器件的检测与电路调试缺点分析 (14)7 心得体会 (15)参考文献 (16)1. 引言数字频率计是一种基础测量仪器，在许多情况下，要对信号的频率进行测量，利用示波器可以粗略测量被测信号的频率，精确测量则要用到数字频率计。
本设计项目可以进一步加深我们对数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计与调试的方法和步骤。
2．设计任务书1、设计题目：数字频率计2、设计出一个数字频率计，其技术指标如下：（ 1 ）频率测量范围： 10 ～ 9999Hz 。
（ 2 ）输入电压幅度 >300mV 。
（ 3 ）输入信号波形：任意周期信号。
（ 4 ）显示方式：4位十进制数显示。
（ 5 ）电源： 220V 、 50Hz 。
3、给定仪器设备及元器件示波器、音频信号发生器、逻辑笔、万用表、数字集成电路测试仪、直流稳压电源。
4．电路原理要求简单，便于制作调试，元件成本低廉易购。
3. 数字频率计基本原理3.1 设计思路（1）利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一圆盘，在圆盘上挖一小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接受开关，圆盘转动一圈既光电管导通一次，利用此信号做为脉冲计数所需。
（2）计数脉冲通过计数电路进行有效的计数，按照设计要求每一秒种都必须对计数器清零一次，因为电路实行秒更新，所以计数器到译码电路之间有锁存电路，在计数器进行计数的过程中对上一次的数据进行锁存显示，这样做不仅解决了数码显示的逻辑混乱，而且避免了数码显示的闪烁问题。
（3）对于脉冲记数，有测周和测频的方式。
项目四-任务 二-数字频率计的设计与制作
一、数字频率计的设计
4.时基和控制电路设计与仿真 （1）时基电路
U1
11 RS
C1
15p
X1 C2
15p 32768Hz
பைடு நூலகம்R1
10M 10 RTC
9
CTC
Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q11 Q12 Q13
7 5 4 6 14 13 15 1 2 3
BAT1
5V
U2
3 4 5 6 D0 D1 D2 D3 ENP ENT CLK LOAD MR 74LS160 Q0 Q1 Q2 Q3 RCO 14 13 12 11 15
一、数字频率计的设计
3.数字频率计单元电路设计与仿真 所设计的电路如图8-3所示。
BAT3
12V
待测波形
R1
10k
U1A
1
3 2
8
R2
680
4
LM833N
D1
1N4731A
BAT2
12V
D2
1N4731A
图8-3 运放构成的过零比较器
一、数字频率计的设计
3.数字频率计单元电路设计与仿真 在数字频率计中，我们设计了×10挡对输入信号进行 10分频，可实现10倍扩展。当数字频率计打到×10档时， 此时被测信号的实际频率是显示值乘以10。×10挡电路由 LM833构成的电压跟随器和十进制计数器74LS160组成，如 图8-4所示。
图8-4 ×10挡电路
一、数字频率计的设计
4.时基和控制电路设计与仿真 （1）时基电路 数字频率计中，由于要对被测信号在单位时间内不断 地进行采样，所以就需要有能不断地产生持续时间为1s的 标准时间信号，产生这种信号的电路就是时基电路。 设计中使用的电路如图8-5所示。图中晶振的频率是 32768Hz，两个电容C1、C2是频率校正电容，可采用半 微调电容。由于CD4060最大只能实现214=16384级分频， 且晶振频率为32768Hz，则由CD4060的13脚输出的脉冲的 频率是32768Hz÷16384=2Hz，而我们需要正负脉冲持续时 间均为1s的0.5Hz脉冲，因此还需要一个芯片实现4分频。
简易数字频率计设计报告
根据系统设计要求， 需要实现一个 4 位十进制数字频率计， 其原理框 图如图 1 所示。
主要由脉冲发生器电路、 测频控制信号发生器电路、 待测 信号计数模块电路、 锁存器、 七段译码驱动电路及扫描显示电路等模块组 成。
由于是4位十进制数字频率计， 所以计数器CNT10需用4个，7段显示译 码器也需用4个。
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。
为此，测频控制信号发生器 F_IN_CNT 应设置一个控制信号时钟CLK ， 一个计数使能信号输出端EN 、一个与EN 输出信号反 向的锁存输出信号 LOCK 和清零输出信号CLR 。
若CLK 的输入频率为1HZ ，则输出信号端EN 输出 一个脉宽恰好为1秒的周期信号， 可以 作为闸门信号用。
由它对频率计的 每一个计数器的使能端进行同步控制。
当EN 高电平时允许计数， 低电平时 住手计数，并保持所计的数。
在住手计数期间，锁存信号LOCK 的上跳沿 将计数器在前1秒钟的计数值锁存进4位锁存器LOCK ，由7段译码器译出 并稳定显示。
设置锁存器的好处是： 显示的数据稳定， 不会由于周期性的标准时钟 CLKEN待测信号计数电路脉冲发 生器待测信号F_INLOCK锁存与译 码显示驱 动电路测频控制信 号发生电路CLR扫描控制数码显示清零信号而不断闪烁。
锁存信号之后，清零信号CLR对计数器进行清零，为下1秒钟的计数操作作准备。
时基产生与测频时序控制电路主要产生计数允许信号EN、清零信号CLR 和锁存信号LOCK。
其VHDL 程序清单如下：--CLK_SX_CTRLLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CLK_SX_CTRL ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC;LOCK: OUT STD_LOGIC;EN: OUT STD_LOGIC;CLR: OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE ART OF CLK_SX_CTRL ISSIGNAL Q: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF(CLK'EVENT AND CLK='1')THENIF Q="1111"THENQ<="0000";ELSEQ<=Q+'1';END IF;END IF;EN<=NOT Q(3);LOCK<=Q(3)AND NOT(Q(2))AND Q(1);CLR<=Q(3)AND Q(2)AND NOT(Q(1));END PROCESS;END ART;测频时序控制电路：为实现系统功能,控制电路模块需输出三个信号：一是控制计数器允许对被测信号计数的信号EN；二是将前一秒计数器的计数值存入锁存的锁存信号LOCK；三是为下一个周期计数做准备的计数器清零信号CLR。
简易数字频率计课程设计报告
简易数字频率计课程设计报告《简易数字频率计课程设计报告》一、设计目的和背景随着科技的不断发展和普及，计算机已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而数字频率计作为一种常见的电子测量仪器，在工业控制、电信通讯等领域有着广泛的应用。
本课程设计旨在通过设计一款简易的数字频率计，以帮助学生深入了解数字频率计的工作原理和设计方法。
二、设计内容和步骤1. 学习数字频率计的基本原理和工作方式：介绍数字频率计的基本功能、硬件组成和工作原理。
2. 设计数字频率计的主要电路：通过研究数字频率计的电路原理图，设计出适用于本设计要求的主要电路。
3. 制作数字频率计的原型：使用电子元器件将电路图中设计的电路进行实际制作，制作出数字频率计的原型。
4. 测试数字频率计的性能：通过对数字频率计进行各种频率波形的测试，验证其测量准确性和稳定性。
5. 优化和改进设计：根据测试结果和用户反馈，对数字频率计的电路和功能进行进一步优化和改进。
三、预期效果和评价标准通过本课程设计，预期学生能够掌握数字频率计的基本工作原理、主要电路设计和制作方法，并且能够针对实际需求进行优化和改进。
评价标准主要包括学生对数字频率计原理的理解程度、电路设计的准确性和创新性，以及对数字频率计性能进行测试和改进的能力。
四、开展方式和时间安排本课程设计可以结合理论学习和实践操作进行，建议分为以下几个阶段进行：1. 第一阶段（1周）：学习数字频率计的基本原理和工作方式。
2. 第二阶段（1周）：设计数字频率计的主要电路。
3. 第三阶段（2周）：制作数字频率计的原型，并进行性能测试。
4. 第四阶段（1周）：优化和改进数字频率计的设计。
总共需要约5周的时间来完成整个课程设计。
五、所需资源和设备1. 教材教辅资料：提供数字频率计的基本原理和电路设计方法的教材或教辅资料。
2. 实验设备和工具：数字频率计的主要电路所需的电子元器件、测试仪器和焊接工具等。
3. 实验环境：提供安全、稳定的实验室环境，以及必要的计算机软件支持。
简易数字频率计课程设计报告 .
目录第一章概述1.1 数字频率计功能及特点1.2 数字频率计应用意义第二章设计方案2.1 设计指标与要求2.2 设计原理2.3方案论证第三章数字频率计分析及参数设计3.1 电路基本原理3.2 时基电路设计3.3闸门电路设计3.4控制电路设计3.5 小数点显示电路设计3.6 整体电路图第四章设计总结4.1 整体电路图4.2 元器件列表4.3 设计心得与体会4.4 附录4.5 参考文献第一章、概述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。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波、尖脉冲信号和其他具有周期特性的信号的频率，而且还可以测量它们的周期。
经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；可以测量电容做成数字式电容测量仪；在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。
因此数字频率计在测量其他物理量如转速、振动频率等方面获得广泛应用。
1.1 整体功能及特点1，频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲及其它各种周期信号。
2，测量信号复制范围0.5-5v3，显示方式：四维十进制LED显示4，测量范围：1HZ-10HZ5,测量误差：≤±0.1%6，自动检测切换量程1.2 数字频率计应用意义数字频率计是一种应用很广泛的仪器电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。
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。
集成电路的类型很多，从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2大类。
数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统，以及其它电子设备中。
一般说来，数字系统中运行的电信号，其大小往往并不改变，但在实践分布上却有着严格的要求，这是数字电路的一个特点。
数字集成电路作为电子技术最重要的基础产品之一，已广泛地深入到各个领域。
第二章设计方案2.1 设计指标与要求2.1.1 设计指标1，频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲及其它各种周期信号。
课程设计任务书-简单数字频率计的设计与制作
课程设计
题目
学院
专业
班级
姓名
指导教师
年月日
课程设计任务书
学生姓名：专业班级：
指导教师：工作单位：
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25日~6月28日：明确课题，收集资料，方案确定
7月28日~7月2日：整体设计，硬件电路调试
7月2日~7月6日；报告撰写，交设计报告，答辩
指导教师签名： 2012年 7月日。
数字频率计设计与制作
电子线路设计与制作实验任务书（二）【实验题目】：数字频率计的设计与制作【实验目的】：通过该题目的设计和实验。
了解数字频率计的电路组成与基本工作原理，掌握简易数字频率计的设计方法与电路调整、测试技能。
掌握时基振荡电路和分频电路，锁存清零控制器，锁存器，译码驱动器，数码管的使用和管脚连接方法。
更加深入理解数字电子技术的理论，增进工程实践能力。
【设计内容及要求】：①基本设计内容设计并制作一个简易的数字频率计电路。
技术指标要求是：1．测量信号: 正弦波、方波信号；2．测量频率范围: 1Hz-9999Hz ; 10KHz-100KHz;3．显示方式: 4位十进制数显示;4．时基电路由555 定时器及分频器组成, 555 振荡器产生1KHZ脉冲信号,经分频器分频产生的时基信号,其脉冲宽度分别为: 1s, 0.1s;当被测信号的频率超出测量范围时,报警.②设计要求数字频率计的电路组成框图与时序要求如图1所示：图1 数字频率计电路组成框图1．提出两种测量频率的方案，论证各自的优、缺点。
选择其中一种加以详细的设计与实验。
2．进行对设计电路的硬件电路搭建与电路调试。
3．也可用单片机与EDA、EWB进行实际电路的仿真4．撰写实验报告③扩展实验当被测信号的频率超出测量范围时,报警.附：数码管的管脚排列常用的小型数码管有共阳极型数码管和共阴极型数码管。
这里以共阳极型数码管为例介绍数码管的结构和使用方法。
图2所示为0.5英寸数码管的管脚排列（俯视）示意图，由图可见，数码管的第3脚和第8脚为地端。
图2 数码管引脚图实验提示与思考1、 电路调试①接通电源后，用双踪示波器（输入耦合方式置DC 档）观察时基电路的输出波形，应如图1所示的波形Ⅱ，其中11=t s ，25.02=t s ，否则重新调节时基电路中的R 1和R 2的值，使其满足要求。
然后改变示波器的扫描速率旋钮，观察74LS123的第13脚和第12脚的波形，应有如图1所示的锁存脉冲Ⅳ和清零脉冲Ⅴ的波形。
简易频率计的设计仿真与制作
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 简易频率计的设计仿真及制作初始条件：本设计既可以使用集成脉冲发生器、计数器、译码器、单稳态触发器、锁存器、放大器、整形电路和必要的门电路等，也可以使用单片机系统设计。
用数码管显示频率计数值。
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周内完成对简易频率计的设计、仿真、装配及调试。
2、技术要求：①设计一个频率计。
要求用4位7段数码管显示待测频率，格式为0000Hz。
②测量频率范围：10~9999Hz。
③测量信号类型：正弦波、方波和三角波。
④测量信号幅值：0.5~5V。
⑤设计的脉冲信号发生器，以此产生闸门信号，闸门信号宽度为1S。
⑥确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：1） 2010 年 6 月 26~27 日，查阅相关资料，学习设计原理。
2） 2010 年 6 月 28~30 日，方案选择和电路设计仿真。
3） 2010 年 7 月 1~3 日，电路调试和设计说明书撰写。
4） 2010 年 7 月 4 日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日简易频率计的设计仿真及制作目录1 Protues软件介绍 (3)2 设计要求......... (4)2.1整体功能要求 (4)2.2系统结构要求 (4)2.3测试指标 (4)3单元电路设计及分析 (5)3.1 数字频率计的基本原理 (5)3.2 数字频率的设计 (6)3.2.1 放大整形电路 (6)3.2.2 时基电路 (6)3.2.3 逻辑控制电路 (7)3.2.4 输出实现电路 (8)4整体电路的设计仿真及调试 (10)4.1整机电路图 (10)4.2 元件清单 (12)5课程设计心得 (14)6参考文献 (15)7成绩评定表 (16)1 Protues 软件介绍Proteus 是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，它可以仿真51 系列、AVR，PIC 等常用的MCU 及其外围电路(如LCD，RAM，ROM，键盘，马达，LED，AD/DA，部分SPI 器件，部分IIC 器件...)。
数字频率计(51单片机)
数字频率计(51单片机)数字频率计（51单片机）数字频率计（Digital Frequency Counter）是一种常用的电子测量仪器，可用于测量信号的频率。
在本文中，我们将介绍如何使用51单片机实现一个简单的数字频率计。
一、原理简介数字频率计的基本原理是通过计算信号波形周期内的脉冲数来确定频率。
在实际应用中，我们通常使用51单片机作为微控制器，通过计数器和定时器模块来实现频率计算。
二、硬件设计1.信号输入首先，我们需要将待测信号输入到频率计中。
可以使用一个输入接口电路，将信号连接到51单片机的IO口上。
2.计时模块我们需要使用51单片机的定时器/计数器来进行计时操作。
在这里，我们选择使用定时器0来进行计数，同时可以利用定时器1来进行溢出次数的计数，以扩展计数范围。
3.显示模块为了显示测量结果，我们可以使用数码管、LCD液晶显示屏等显示模块。
通过将结果以可视化的方式呈现，方便用户进行观察和读数。
三、软件设计1.定时器配置首先，我们需要对定时器进行配置，以确定计时器的计数间隔。
通过设置定时器的工作模式、计数范围和时钟频率等参数，可以控制定时器的计数精度和溢出时间。
2.中断服务程序当定时器溢出时，会触发中断，通过编写中断服务程序，实现对计数器的相应操作，例如将计数值累加，记录溢出次数等。
3.数字频率计算根据计数器的值和溢出次数，我们可以计算出信号的频率。
通过简单的公式计算，即可得到测量结果。
四、实验步骤1.搭建硬件电路，将待测信号连接到51单片机的IO口上，并连接显示模块。
2.根据硬件设计要求，配置定时器的工作模式和计数范围。
3.编写中断服务程序，实现对计数器的相应操作。
4.编写主程序，实现数字频率计算和显示。
5.下载程序到51单片机，进行测试。
五、实验结果与分析通过实验，我们可以得到信号的频率测量结果，并将结果以数码管或LCD屏幕的形式进行显示。
通过对比实际频率和测量频率，可以评估数字频率计的准确性和稳定性。
如何设计一个简单的频率计
如何设计一个简单的频率计频率计是一种用于测量信号频率的设备，广泛应用于电子、通信、自动化等领域。
本文将介绍如何设计一个简单的频率计，并提供相关原理和步骤。
一、简介频率计是一种测量频率的仪器。
它可以通过测量信号周期的时间来计算频率。
频率计可以根据测量的频率范围和精度要求，选择不同的设计方案。
下面将介绍一种简单的频率计设计。
二、设计原理该频率计设计基于计数器原理。
其思想是通过计数已知时间内信号周期的脉冲数来确定频率。
三、所需元器件1. 计数器芯片：选择适合频率范围的计数器芯片。
2. 晶振：提供稳定的时钟信号作为计数器的时基。
3. 预处理电路：用于处理输入信号，确保其满足计数器的输入要求。
四、设计步骤1. 确定测量范围和精度要求：根据应用需求确定频率计所需要测量的频率范围和精度要求，选择合适的计数器芯片。
2. 选择计数器芯片和晶振：根据测量范围和精度要求，选择适合的计数器芯片和晶振。
计数器芯片的型号选择要能满足测量范围，并具有足够的计数位数。
晶振的频率要足够稳定。
3. 设计输入信号预处理电路：根据计数器芯片的输入要求，设计合适的输入信号预处理电路。
例如，如果输入信号幅值过大或过小，需要进行合适的电平转换或调整。
五、连接设计1. 将输入信号接入预处理电路，确保信号满足计数器芯片的输入要求。
2. 将预处理后的信号接入计数器芯片的计数端。
3. 将晶振连接至计数器芯片的时钟输入端。
4. 连接供电电源，确保设计正常工作。
六、测试与调试1. 给设计供电，确保所有连接正确。
2. 输入已知频率的信号，观察频率计是否能准确测量。
3. 如果测量结果不准确，检查元器件连接是否正确、晶振频率是否稳定等。
4. 根据实际情况调整设计参数，直至测量结果满足要求。
七、注意事项1. 设计中要注意信号的幅值范围和频率范围。
2. 选择合适的计数器芯片和晶振，以保证测量精度和稳定性。
3. 调试时要注意设计的连通性和元器件的正确连接。
八、总结设计一个简单的频率计需要确定测量范围和精度要求，选择适合的计数器芯片和晶振，并设计合适的输入信号预处理电路。
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简单数字频率计的设计与制作1结构设计与方案选择1.1设计要求（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1～9999HZ1.2设计原理及方案数字频率计是直接用十进制的数字来显示被测信号频率的一种测量装置。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率，而且还可以测量它们的周期。
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（1-1）据此，设计方案框图如图1所示：图1 数字频率计组成框图图中脉冲形成的电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测信号的频率f。
时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为Ｘ1s，则们控电路的输出信号持续时间亦准确的等于1s。
闸门电路由标准秒信号进行控制当秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数器译码显示电路。
秒信号结束时闸门关闭，技计数器得的脉冲数N是在1秒时间内的累计= N Hz。
数，所以被测频率fＸ被测信号f经整形电路变成计数器所要求的脉冲信号○1，其频率与被测信Ｘ号的频率相同。
时基电路提供标准时间基准信号○2，其高电平持续时间t1=1 秒，当l秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到l秒信号结束时闸门关闭，停止计数。
若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率f=NHz,如图2（a）所示，即为数字频率计的组成框图。
图2（a）数字频率计的组成框图图2（b）数字频率计的工作时序波形逻辑控制单元的作用有两个：其一，产生清零脉冲④，使计数器每次从零开始计数；其二，产生所存信号⑤，是显示器上的数字稳定不变。
这些信号之间的时序关系如图2（b）所示数字频率计由脉冲形成电路、时基电路、闸门电路、计数锁存和清零电路、译码显示电路组成。
1.3数字频率计的主要技术指标1.3.1 频率准确度:一般用相对误差来表示，本文设计的频率准确度并没有要求。
即:（1-2）1.3.2 频率测量范围:在输入电压符合规定要求值时，能够正常进行测量的频率区间称为频率测量范围。
频率测量范围主要由放大整形电路的频率响应决定。
本设计的频率测量范围为:1Hz—9999Hz。
1.3.3 数字显示位数:频率计的数字显示位数决定了频率计的分辨率。
位数越多，分辨率越高。
本设计的显示位数为:四位LED数码管显示。
1.3.4 测量时间:频率计完成一次测量所需要的时间，包括准备、计数、锁存和复位时间。
本设计的一次测量时间大约为:1.25S。
2单元电路的设计2.1脉冲信号的形成电路脉冲信号形成电路的作用是将待测信号fx（如正弦波、三角波或者其他呈周期性变化的波形）整形为计数器所要求的脉冲信号，其周期不变。
将其他波形变换成脉冲波的电路有多种，如施密特触发器、单稳态触发器、比较器等。
其中施密特触发器的应用较多。
我在这里设计的电路形式是采用555定时器构成的施密特触发器，电路原理如图3（a）所示。
图3（a）脉冲信号形成电路图中R7与R8的作用是将被测信号进行电平移动，因为555构成的施密特触发器的上触发电平UT+ =2/3Ucc，下触发电平UT=1/3Ucc，如图3（b）所示。
图3（b）脉冲信号形成输入信号的直流电平Uxo从C3左侧输入应该满足下列关系1/3Ucc<Uxo<2/3Ucc。
输入信号的幅度Uxm与直流电平Uxo和回差△UT有关，一般说来，△UT越小，对输入信号的幅值Uxm要求越小，如果需要减小回差，可以在555的控制端CO接入一个正电压。
如果取+Ucc=+5V,回差△UT=1.67V。
对于图4（b）所示的波形图，若取Uxo=1/3Ucc+1/2△UT=2.5V,则输入信号幅度为 Uxm>1/2△UT=0.83V.为使Uxo=2.5V，对于图4（a）所示电路，则取R7=R8=10KΩ。
2.2时基电路和闸门电路如图2（a）所示，闸门电路是控制计数器计数的标准时间信号，决定了被测信号的脉冲通过闸门进入计数器进行计数的计数个数，其精度很大程度上决定了频率计的频率测测量精度。
当要求频率测量精度高时，应使用晶体振荡器通过分频获得。
在此简单数字频率计的中，时基信号采用由555定时器构成的多谐振荡器电路，当标准时间信号（1s高电平）来到时，闸门开通，被测信号的脉冲通过闸门进入计数器计数；标准时间脉冲结束时（为低电平），闸门关闭，计数器无时钟脉冲输入。
例如，时基信号的作用时间为1s，闸门电路将打开1s，若在这段时间内通过闸门电路的脉冲数目为1000个，则被测信号的频率就是1000Hz。
设标准时基为1s的脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器电路产生的，由555定时器构成的多谐振荡气的周期计算公式为：周期计算公式： t=t1+t2=0.693（R1+2R2）C；占空比为： D= t2/ （t1+t2）= R2/（ R1+2R2）<50%，t1为正方波的宽度，t2为负方波的宽度；若取振荡器的频率f0=1/ （t1+t2）=0.8HZ,则振荡器的输出波形如图4（b）所示，其中t1=1s，t2=0.25s。
图4 （a）标准脉冲产生的闸门电路图4（b）闸门电路各波形特点2.3计数电路计数器用4个74LS190同步十进制可逆计数器构成。
作用是对放大整形电路输出的频率信号进行计数，并将输出的数值输入到锁存器。
如图5所示。
图5 计数电路图U14的INA接外来信号，U11、12、13、14的INB均接相应的QA。
U14的QD接U13的INA,U13的QD接U12的INA,U12的QD接U11的INA 。
四个芯片的R01、R02均接地，R91、R92连在一起接时基信号的反向信号。
当R91、R92同为高电平时，四位十进制计数器同时清零。
当R91。
R92同为低电平时，四位十进制计数器正常计数。
2.4锁存电路、译码电路和显示电路图6 锁存、译码、显示电路锁存器可选用2个8D锁存器74LS273构成。
锁存器的作用是将计数器在1s 结束时所计得的数进行锁存，使显示器上能稳定地显示此时计数器的值。
因为计数器在一秒内要计算成千个输入脉冲，若不加锁存器，显示器上的数字将随机数器的输出变化而变化，不便于读数。
当时钟脉冲CP的上升沿到来时，锁存器的输出等于输入，即Q=D。
从而将4个十进制计数器即个位、十位、百位、千位的输出值送到锁存器的输出端。
正脉冲结束后，无论输入端D为何值，输出端Q的状态仍然保持原来的状态。
译码器采用4个74LS48共阴极显示译码器构成。
译码/驱动器74LS48的作用是将输入的高低电平信号转化为数码管需要的高低电平信号，并控制数码灯的亮灭。
具体连接方式见图6。
3整体电路的设计3.1总电路分析如图7所示，被测信号（三角波、正弦波、方波）输入由555定时器组成的施密特触发器整形成与输入信号同频率的矩形脉冲。
将该脉冲输入由74LS90组成的十进制计数器用作时钟信号。
另一片555定时器接成的多谐振荡器输出的高电平时间为1S，低电平时间为0.25S的矩形脉冲信号通过闸门，再通过74LS04反向后，输给74LS273，做锁存的时钟信号，同时输给计数器74LS90的R01、R02控制计数器的计数和清零。
当取反后的时基信号来个上升沿时，锁存器锁存0000。
高电平阶段计数器清零，锁存器一直显示0000不变。
低电平时，计数器开始计数，锁存器清零。
当再来个上升沿时锁存器锁存刚才1S内计数器所计的数据，高电平时，计数器清零，锁存器数据保持不变。
低电平时，锁存器清零，计数器计数。
如此循环工作。
若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率为f=NHz。
本电路可实现直接测量输入信号的频率，输入的频率范围1～9999HZ。
3.2总电路图在上述子模块电路的基础上，画出整个电路的总电路图。
如图7所示：图7 整体电路图4电路的调测与分析4.1计数电路的调测图8 计数电路调测如图8所示，连接好电路。
开始仿真，计数器开始计数，计数器可从1计数到9999。
4.2计数、显示电路的调测如图9所示，连接好电路后。
开始仿真，计数器开始计数，并将相应的计的数通过74LS48芯片译码给七段译码显示器进行显示所计的数。
4.3调试电路的注意事项在通电调试前，一定要认真检查电路是否有错接、漏接等。
因此要用万用表欧姆档，测量芯片各引脚和各个元器件之间的连接是否正常，测量各个元器件之间的连接是否正常。
用电压表把各个芯片所用的电压调整到规定的数值。
检查各个芯片的接地是否连接牢固。
检查无误，方可通电调试。
4.4测试数据与理论的对比如图7连接好电路，输入不同频率的被测信号，测其频率。
测试结果如表1所示。
由表1可知，所测频率的误差在允许的范围。
即在误差允许的范围内，所进行设计的电路是符合任务书要求的。
这次课程设计是正确可行的。
图9 计数、显示电路调测fx的值（Hz）数码管显示（Hz）误差（△fx）10 9 10.00%50 48 4.00%100 93 7.00%500 518 3.60%1000 975 2.50 %2000 2110 5.50%6000 6214 3.57 %7000 6902 1.40%8000 8189 2.36%9000 9220 2.44%9500 9617 1.23%4.5电路的改进如图10所示图10 电路改进图芯片CD40110------十进制加减计数器/锁存/七段简要说明：40110为十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器，具有加减计数，计数器状态锁存，七段显示译码输出等功能。
40110有 2个计数时钟输入端CPU和CPD分别用作加计数时钟输入和减计数时钟输入。
由于电路内部有一个时钟信号预处理逻辑，因此当一个时钟输入端计数工作时，另一个时钟输入端可以是任意状态。
40110的进位输出 CO和借位输出 BO一般为高电平，当计数器从0～9时，BO输出负脉冲；从9～0时 CO输出负脉冲。
在多片级联时，只需要将CO和 BO 分别接至下级 40110的 CPU和 CPD端，就可组成多位计数器。
引出端符号： BO 皆为输出端图11 CD40110芯片CO 进位输出端 CPD 减计数器时钟输入端CPU 加计数器时钟输入端 CR 清除端/CT 计数允许端 /LE 锁存器预置端VDD 正电源 Vss 地Ya~6g 锁存译码输出端推荐工作条件：CD40110可功能强大，可简化电路。
做实物时，运用的是此方案。
5所用芯片及其它器件说明本次设计选用的器件有74LS90，74LS48，74LS273，555定时电路，数码管，共阴极七段LED数码管74LS48等，下面为大家介绍主要器件在这次频率计数器的应用及原理。
5.1555定时器555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。