数字频率计课程设计报告new

《数字频率计课程设计报告new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电子技术课程设计--------数字频率计的设计学院：信息科学与技术专业：通信工程学号：20091613310063姓名：高雪梅一、课程设计题目数字频率计的设计与制作二、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。三、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：1～999Hz,分为四个档位，1、10、100、1000HZ.（2）具有自检功能，即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度。（3）输入信号波形：正弦信号，矩形信号（4）显示位

2、数：4位。（5）电源：220V、50Hz（6）具有自动换挡功能，即超量程能换高档，欠量程换抵挡。（7）用3个发光二极管表示单位，分别对应3个高档位。（8）用3为数码管显示测量数据，测量误差小于10%四、设计方案：（1）计数法：计数法是将被测信号通过一个定时闸门加到计数器进行计数的方法，如果闸门打开的时间为T，计数器得到的计数值为N1,则被测频率为f=N1/T，改变时间T，则可改变测量频率范围。（2）计时法：计时法使用被测信号来控制闸门，而将标准时基脉冲通过闸门加到计数器，闸门在外信号的一个周期内打开，这样计数器得到的计数值就是标准的时基脉冲外

3、信号的周期值，然后求周期值的倒数，就得到所测频率值。五、设计内容、方法与步骤：1．设计内容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。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信号的频率就是信号在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为f=N/T，其中f为被测信号频率，N为计数器所累积的

4、脉冲个数，T为产生N个脉冲个数的时间，计数器所记录的结果，就是被测信号的频率，如在1s内记录1000个脉冲，则被测信号的频率为1000HZ。2）系统框图从数字频率计的基本原理出发，根据设计要求，得到如图13.4所示的电路框图。图13.4数字频率计框图下面介绍框图中各部分的功能及实现方法（1）电源与整流稳压电路框图中的电源采用50Hz的交流市电。市电被降压、整流、稳压后为整个系统提供直流电源。系统对电源的要求不高，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，以获得稳定的基准时间。按国家标准，市

5、电的频率漂移不能超过0.5Hz，即在1％的范围内。用它作普通频率计的基准信号完全能满足系统的要求。全波整流电路首先对50Hz交流市电进行全波整流，得到如图13.5（a）所示100Hz的全波整流波形。波形整形电路对100Hz信号进行整形，使之成为如图13.5(b)所示100Hz的矩形波。 图13.5全波整流与波形整形电路的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）分频器分频器的作用是为了获得1S的标准时间。电路首先对图13.5所示的100Hz信号进行100分频得到如图13.6（a）所示周期

6、为1S的脉冲信号。然后再进行二分频得到如图13.6（b）所示占空比为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。利用此信号去打开与关闭控制门，可以获得在1S时间内通过控制门的被测脉冲的数目。图13.6分频器的输出波形分频器可以采用第5章介绍过的方法，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

7、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。（6）计数器计数器的作用是对输入脉冲计数。根据设计要求，最高测量频率为999Hz，应采用4位十进制计数器。可以选用现成的10进制集成计数器。（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、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。（8）显示译码器与数码管显示译码器的作用是把用BCD码表示的10进制数转换成能驱动数码管正常显示的段信