简易数字频率计的设计与制作

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1、武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书学号：XXX课程设计题目简单数字频率计的设计与制作学院自动化专业电气工程及其自动化班级电气XX姓名XX指导教师翁显耀2013年X月X日武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：XX专业班级：XX指导教师：翁显耀工作单位：武汉理工大学题目:简单数字频率计的设计与制作初始条件：（1）要求用直接测量法测量输入信号的频率（2）输入信号的频率为1～9999HZ要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3

2、）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排：6月27日~6月30日：明确课题，收集资料，方案确定7月1日~7月4日：整体设计，硬件电路调试7月5日~7月8日；报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名：2013年6月27日武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书目录摘要11．结构设计与方案选择21.1设计要求21.2设计原理及方案21.2.1方案一：利用单片机制作频率计21.2.2方案二：利

3、用锁存器与计数器制作频率计31.2.3方案确定42．单元电路的设计52.1脉冲信号的形成电路52.2时基电路和闸门电路62.3计数电路72.4锁存电路、译码电路和显示电路83．整体电路的设计93.1总电路分析93.2总电路图104．电路的调测与分析104.1计数电路的调测104.2计数、显示电路的调测114.3调试电路的注意事项115．所用芯片及其它器件说明115.1555定时器115.1.1555构成的施密特触发器135.1.2555构成的多谐振荡器145.274LS273锁存器145.374LS90计数器155.4数码译码显示器18

4、5.4.1七段译码管185.4.2BCD码七段译码驱动器19结束语22参考文献23附录_元件清单列表24武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书摘要数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波、方波或其它周期性变化的信号。它被广泛应用与航天、电子、测控等领域。它的基本测量原理是，首先让被测信号与标准信号分别通过闸门电路与时基电路，然后用计数器计数信号脉冲的个数，把标准时间内的计数的结果用锁存器锁存起来，最后用显示译码器把锁存的结果用LED数码显示管显示出来。本文设计的是要求用直接测量法测量输入信号的频率并且能够直接地

5、显示频率在1Hz至9999Hz范围内的被测信号的频率。根据数字频率计的基本原理及设计的基本要求，本文设计的基本思想是分为五个模块即时基电路、闸门电路、锁存电路、计数电路和译码显示电路。其中利用555定时器分别构成施密特触发器及多谐振荡器来组成闸门电路和时基电路，计数电路是由四块74LS90芯片组成，锁存电路则由两块74ls273芯片组成，译码显示电路是由四块74LS48芯片及四块共阴极数码管组成，最终整个设计电路可以显示被测信号的频率。关键字：计数器protues软件74ls9074ls27374ls48555定时器24武汉理工大学《电

6、工电子技术》课程设计说明书简单数字频率计的设计与制作1．结构设计与方案选择1.1设计要求（1）要求用直接测量法测量输入信号的频率（2）输入信号的频率为1～9999HZ1.2设计原理及方案数字频率计是直接用十进制的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、三角波和尖脉冲信号的频率，而且还可以测量它们的周期。根据根据课程设计任务书中的要求，及我们对频率计数器的了解，大致可以设计出以下两种方案。1.2.1方案一：利用单片机制作频率计如下图所示，此方案是采用单片机程序处理输入信号并且将结果直接送往 LED显示，为了提高系

7、统的稳定性，输入信号前进行放大整形，在通过A/D转换 器输入单片机系统，采用这种方法可大大提高测试频率的精度和灵活性，并且能极大的减少外部干扰，采用VDHL编程设计实现的数字频率计，除被测信号的整形部分、键输入部分和数码显示部分以外，其余全部在一片FPGA芯片上实现整个系统非常精简，而且具有灵活的现场可更改性。但采用这种方案相对设计复杂度将会大大提高并且采用单片机系统成本也会大大提高。LED数显电路输入信号放大器A/D转换器单片机24武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书1.2.2方案二：利用锁存器与计数器制作频率计图中脉冲形成的电

8、路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测信号的频率fＸ。时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为1s，则们控电路的输出信号持续时间亦准确的等于1s。闸门电路由标准秒信号进行控制当秒信