电子计数器原理及应用

实验三：电子计数器原理及应用

一、实验目的：

了解测频的方法和电子计数器的工作原理

熟悉电子计数器的操作，并采用不同闸门时间对不同的频率进行测量并分析。

二、实验原理：

1、测频原理

计数器的测频原理如图1 所示。fx 为输入待测信号频率，f0为时钟脉冲的频率。闸门信号GA TE 控制计数时间，Fx 和F0两个计数器在同一时间T 内分别对fx 和f0进行计数，f0已知，时间T 可由计数器F0的计数值算出。计数器Fx 的计数值Nx=fx ×T ，计数器F0的计数值N0＝f0×T 。

由于 Nx/fx ＝N0/f0＝T

则被测频率fx 为 fx ＝(Nx/N0)×f0 由于 Nx/fx ＝N0/f0＝T

则被测频率fx 为 fx ＝(Nx/N0)×

f0

显示

OUT3

Q Q GATE F X F O

图1 测频原理框图

2、电路工作原理

本实验系统中的计数器是采用8253芯片来实现的，电路原理如图2所示。 （1）Fx 、F0计数器：

F0计数器：由8253计数器0和计数器1级联而成的计数器，对时钟计数，通过设定初值来确定闸门时间（采用二进制计数）。

Fx 计数器：由8253的计数器2构成的计数器，对被测信号计数（采用二进制计数）。 （2）开门脉冲发生器：

开门脉冲发生器由D 触发器构成，开门信号由软件产生，经out3到D1端，当软件发出开门信号后，D 触发器的翻转产生一个开门前置脉冲（经与非门G 输出），完成8253内的三个计数器从初值锁存器往计数器打入初值的置数脉冲作用。

OUT3

图2 电路原理框图

三、实验硬件及软件：

1、计算机一台

2、DVCC实验仪一台,函数信号发生器一台。

3、电子计数器程序。

四、实验预习要求：

1、复习好《电子测量》中电子计数器的有关章节。

2、作好测试记录的准备。

五、实验步骤：

1、在老师的指导下将实验平台准备就绪。

2、利用函数信号发生器产生不同频率的方波信号，由电子计数器对其进行测频，选择不同的闸门时间，对测量结果进行比较和分析。记录测量的频率值，并填写下表：

六、思考题：

1、分析以上测量数据，在用电子计数器对频率进行测量中，闸门时间对测量精度有何影响？

2、对于本实验系统而言，闸门时间的选择有何限制？