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数字频率计设计 简介 频率的概念 频率测量方法 确定问题 系统需求和解决方案计划 设计方框图 电路设计 简介 频率的概念 频率测量方法 确定问题 要求： 设计一个计数式频率计，其频率测量范围为10Hz～10MHz，测量结果用6只数码管显示。有三个带锁按键开关(任何时候都只能有一个被按下)被用来选择1S、0.1S和0.01S三个闸门时间中的一个。有一个按钮开关用来使频率计复位。有两只LED，一只用来显示闸门的开与闭，另一只当计数器溢出时做溢出指示。下图显示了该频率计前面板的基本排布构想。 系统需求和解决方案计划 由石英振荡器和数字分频器构成的时基信号发生器 三个开关和闸门时间选择电路选择闸门时间 (或者说，选择基准频率) 门控电路 对被测信号放大整形的电路 闸门 计数器 数据锁存器 扫描显示的控制子系统(包括显示译码和扫描控制) 六个数码管以扫描方式显示频率 两只LED指示闸门通断和计数器溢出 一个复位按钮使计数器复位 设计方框图 电路设计(1)：时钟发生器 电路设计(2)：主电路 电路设计(3)：显示控制 电路设计(4)：显示电路 * * 在电子技术领域，频率是一个最基本的参数，频率与其它许多参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系。因此，频率的测量非常重要。 在电子实验室中，测量频率的仪器是最重要的仪器之一。目前，绝大多数实验室使用计数式数字频率计测量频率。利用计数式数字频率计测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速等一系列突出优点，故已成为近代频率测量的重要手段。 所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间(秒)内变化的次数。若在一定的时间间隔T内计数，计得某周期性信号的重复变化次数为N，则该信号的频率可表达为： f = N / T 计数式数字频率正是依照 公式 f = N / T 所表达的频率的定义，进行频率测量的，其工作原理如下图所示。 被测信号输入 闸门 计数器 放大整形 时基信号发生器 门控电路 ② ① ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ T Frequency Counter GATE OVER KHzff INPUT POWER RESET 1s 0.1s 0.01s 在该项目开始设计时，首先要确定系统的需求并发展出一个针对这些需求的计划。按照计数式数字频率计工作原理的描述，下面这些主要的子系统是必需的： 被测信号输入 闸门 计数器 放大整形 门控电路 石英 震荡器 锁存器 分频器 闸门选择 扫描显示 控制子系统 (包括显示译码 和扫描控制) 闸门选择开关 Gate Over 被测 频率 显示 GATE CLEAR LATCH 1Hz 10Hz 100Hz a,b,c,d,e,f,g,dp C,B,A 时间或频率 基准信号