简易数字频率计19517.docVIP

郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目 简易数字频率计 专业 电信10-02班 学号 541001030209 姓名 付哲豪 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容 1．阅读相关科技文献。 2．学习protel软件的使用。 3．学会整理和总结设计文档报告。 4．学习如何查找器件手册及相关参数。 技术要求 要求测量频率范围1Hz－100KHz，量程分为4档，即×1、×10、×100、×1000。 要求被测量信号可以是正弦波、三角波和方波。 要求测试结果用数码管表示出来，显示方式为4位十进制。 主要参考资料 1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001年6月 2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月 3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月 4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月 5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2003 完 成 期 限： 2010年7月2日 指导教师签章： 专业负责人签章： 2010 年 6 月 25 日 简易数字频率计 摘 要 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。 关键词： 数字频率计/计数器/锁存器/时基电路/数码管 目 录 课程设计任务书 I 摘 要 II 1.设计要求 1 1.1整体功能要求 1 1.1.1系统结构要求 1 2.设计原理 1 3.设计方案 3 3.1系统框图 3 3.2系统各单元电路设计 3 3.2.1时基电路设计 3 3.2.2整形电路 4 3.2.3逻辑控制电路 4 3.2.4锁存单元 5 3.2.5实现不同档位电路 6 3.2.6 计数电路 7 3.2.7显示电路 8 4.系统总原理图 9 5 总结 10 附 录 12 附录1 12 附录2 12 附录3.... 13 附录4 14 附录5 15 1.设计要求 1.1整体功能要求 该数字频率计要求测量不同档位的频率，并且能够测量规定频率内的正弦波、方波、三角波信号。最后用数码管显示，显示方式为4位十进制。 1.1.1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。 图1-1数字频率计整体方案结构方框图 2.设计原理 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、三角波的频率，而且还可以测量它们的周期。 所谓频率，就是周期性信号在单位时间 (1s) 内变化的次数．若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为 fx=N/T 。 数字频率计测频率时的原理框图如图（2）所示。可见数字频率计主要由放大整形电路、闸门电路、计数器电路、锁存器、时基电路、逻辑控制电路、译码显示电路几部分组成。 图2-1总体结构从原理图可知，被测信号Vx经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号Ⅰ，其频率与被测信号的频率fx相同。时基电路提供标准时间基准信号Ⅱ，具有固定宽度T的方波时基信号II作为闸门的一个输入端，控制闸门的开放时间，被测信号I从闸门另一端输入，被测信号频率为fx,闸门宽度T，若在闸门时间内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率fx=N/THz。可见，闸门时间T决定量程,通过闸门时基选择开关选择,选择T大一些,测量准确度就高一些,T小一些,则测量准确度就低.根据被测频率选择闸门时间来控制量程.在整个电路中,时基电路是关键,闸门信号脉冲宽度是否精确直接决定了测量结果是否精确.逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲Ⅳ，使显示器上的数字稳定；二是产生清“0”脉冲Ⅴ，使计数器每次测量从零开始计数。3.设计方案 3.1系统框图 图3-1系统框图 由于输入的信号可以是正弦波、三角波和方波， 而后面的闸门或计数电路要求被测信号为矩形波，所以需要设计一个整形电路则在测量的时候，首先通过整形电路将正弦波或者三角波转化成矩形波。被测信号经整形后变为脉冲信号（矩形波），送入闸门电路，等待时基信号的到来。时基信号由555定时器构成一个较稳定的多谐振荡器，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。 3.2系统各单元电路设计 3.2.1时基电路设计 555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的