《简易数字频率计》word版

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1、《电子技术》课程设计报告题目简易数字频率计学院（部）电子与控制工程学院专业电气工程及其自动化班级32040802学生姓名学号216月12日至6月23日共1.5周指导教师（签字）前言数字频率计也称电子计数器，它是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生延时现象，造成测量误差、可靠性差。随着可编程逻辑器件的广泛应用，运用VHDL语言，将使整个系统大大简化，提高整体的性能和可靠性。数字频率计实际上就是脉冲计数器，即在单位时间里（如1s）所统计的脉冲个数。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

2、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物理方面应用广泛。数字频率计的系统主要由输入整形电路、555多谐振荡器、分频器及量程选择开关、门控电路、逻辑控制电路、闸门、计数译码显示电路等组成。首先，把被测信号（以正弦波为例）通过放大整形电路将其转换成同频率的脉冲信号，然后将它加到闸门的一个输入端。闸门的另一个输入信号是门控电路发出的标准脉冲，只有闸门被打开时被测量的脉冲通过闸门进入到计数器

3、进行计数。门控电路开通和关闭的时间是准确的。逻辑控制电路是控制计数器工作顺序的，使计数器按照一定的工作程序进行有条理的工作（例如准备→计数→显示→清零→准备下一次测量）。为了把此次课程设计做的尽善尽美，我们小组去图书馆查阅了大量有关资料，并有效利用网络资源，对数字频率计有了深入的了解。在设计过程中，我们首先对数字频率计的原理及工作过程有了准确的理解，然后小组开始讨论并得出此次设计基本路线，接下来每个人积极完成各自所要负责的部分，遇到不懂的互相探讨协作。最后对各部分进行综合，得出基本设计方案，在答疑时进行最后改进与完善，设计出一份完整的报告。摘要

4、本设计报告主要包括对数字频率计设计的设计要求、整体方案设计、单元电路设计、电路的测试与调整、设计小结。设计要求包括了数字频率计整体功能要求、系统结构要求及测试指标；整体方案设计包括算法设计和整体方框图及原理；单元电路的设计包括时基电路设计、闸门电路设计、控制电路设计、小数点显示电路设计、报警电路设计、整体电路图、整机元件清单；电路的测试与调整包括时基电路的调测、显示电路的调测、计数电路的调测、控制电路的调测、整体指标的调测。关键字：数字频率计、设计目录第一章设计要求1.1整体功能要求1.2系统结构要求1.3测试指标第二章整体方案设计2.1算法设

5、计2.2整体方框图及原理第三章输入电路的设计与调测3.1时基电路设计3.2时基电路的调测3.3放大整形电路的设计3.4放大整形电路的调测第四章控制电路的设计与调测4.1控制电路设计4.2逻辑控制电路的调测第五章显示电路的控制与调测5.1显示电路设计5.2计数电路和显示电路的调测5.3单位转换电路和小数点显示电路设计5.4报警电路设计第六章整体电路图及元件清单6.1整体电路图6.2整机原件清单第七章设计小结7.1设计任务完成情况7.2问题及改进7.3心得体会附录参考文献第一章设计要求1.整体功能要求频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波等周期信

6、号的频率值。2.系统结构要求数字频率计的整体结构要求如图1-1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、周期或脉宽，若测量频率则进一步选择档位。测量电路被测信号显示电路测量显示单位转换图1-1数字频率计整体方案结构方框图3.测试指标1.被测信号的频率范围100HZ～100KH2.输入信号为正弦信号或方波信号3.四位数码管显示所测频率，并用发光二极管表示单位4.具有超量程报警功能第二章整体方案设计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。

7、图2-2是根据算法构建的方框图。计数电路闸门输入电路闸门产生显示电路被测信号图2-2频率测量算法对应的方框图在测试电路中设置一个闸门产生电路，用于产生脉冲宽度为1s的闸门信号。该闸门信号控制闸门电路的导通与开断。让被测信号送入闸门电路，当1s闸门脉冲到来时闸门导通，被测信号通过闸门并到达后面的计数电路（计数电路用以计算被测输入信号的周期数），当1s闸门结束时，闸门再次关闭，此时计数器记录的周期个数为1s内被测信号的周期个数，即为被测信号的频率。测量频率的误差与闸门信号的精度直接相关。2.2整体方框图及原理输入电路：由于输入的信号可以是正弦波，三

8、角波。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。在整形之前由