东华大学数电实验-数字频率计报告

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1、目录第一章技术指标1.1整体功能要求1.2系统结构要求1.3电气指标第二章设计原理分析2.1测频方法分析2.2低频信号的周期测量方法2.3整体设计过程第三章单元电路设计3.1测频采样定时信号及测周时基信号产生3.2计数，锁存和显示3.3控制信号产生3.4信号选择及量切换控制3.5口校调试信号产生3.6整体屯路图第四章测试与调整4.1测频采样电路的调测4.2计数，锁存和显示电路的调测4.3控制信号电路的调测4.4信号选择及量切换电路的调测4.5测试方法步骤、记录的数据4.6整体电路图第五章设计小结参考文献第一章技

2、术指标1.整体功能要求要求设计一个测量TTL方波信号频率或周期的数字系统。用按键选择测量信号频率或周期。测量值采用4个LED七段数码管显示，并以发光二极管指示测量对象：频率(周期)以及测量值的单位：Hz(s)、KHz(ms)o频率和周期的测量范围都有4档量程。2.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、周期，若测量频率则进一步选择档位。3.电气指标3.1被测信号波形：矩形波。3.2测量频率范围：0.lHz~999・9KHz

3、,分4档：第一档：100.lHz"999.9Hz第二档：1.000kHz"9.999kHz第三档：10.00kHz~99・99kHz第四档：100.0kHz〜999.9kHz3.3测量周期范围:0.1us"999.9ms第一档：1.000ms~9・999ms第二档：10.00ms~99.99ms第三档：100.0ms"999.9m第四档：l・000s〜9・999s3.4测量结果显示4位有效数字，测量精度为万分之一。3.5量程切换可以采用两个按键手动切换或由电路控制自动切换。3.6设计一个周期性方波电路输出频率/

4、周期计调试所需的信号。输出信号的频率范围与测量范围相同，分为四个量程。在设置4个按键在每档范围内选择4位有效数字的旷16个固定频率，最高位数值必须分布为1〜9,信号占空比可以任意。3.7误差时基误差一定时时间不准造成的误差，与被测信号频率及数值有效位无关，为恒定值△氏^丄xlOO%计数误差一由于输入信号与标准定时信号不同步，可能产生1个脉冲的误差A/xQ—x100%fX测量有效位越多，计数误差越小表3-6H频率测量控制参数表DA量程范围允许误采样时间小数点位单位00100.1Hz~999.9Hz0.110(0.

5、1Hz)第三位Hz011.000kHz~9.999kH1l(lHz)第一位kHz1010.00kHz~99.99kH100・l(10Hz)第二位kHz11100.0kHz~999.9kH1000.Ol(lOOHz)第二位kHz表3・6・2周期测量控制参数表DA量程范围允许误差时基信号周期(uS)小数点位■*单位001.000mS~9.999mS11(1MHz)第一位mS0110.00mS~99.99mS1010(lOOKHz)第二位mS10100.0mS~999.9mS100100(lOKHz)第二位mS111

6、.000S-9.999S1000第二章1000(lKHz)设计原理分析第一位S1测频方法分析累计标准时间「内的信号脉冲个数Nx时基信号jijIjWOwwwl—汀X:—I1—TxNx:襪测信号频率测量值:以普,测量相对误差:¥隹佥测量精度取决于标准时间Ts的精度及弘的有效数位，弘越小，测量误差较大。2低频信号的周期测量方法eq测量信号周期八中时基信号周期兀的个数被测信号时基信号G匕是JIJIWJUW^UWL—i'—3C:测量精度取决于时基信号的周期精度以及测量计数值NC的有效数位。3整体设计过程1、先做“测量计数

7、器一锁存器一译码显示”o计数器CP用1Hz时钟，清零CR无效，锁存LD—直有效，下载看个位一十位一百位一千位的每一级I-进制加计数器进位是否对？(1)可以先输入两位十进制计数电路，输入计数脉冲，观察计数器状态能否正确进位。仿真正确后完成四位十进制测量计数器。(2)再加入锁存器，用8位锁存器74373(148页)。(3)调用DIV8分频模块和4位动态扫描显示模块，下载看结果。2、加上“单稳态电路”,仿真清零CR、锁存LD。调试信号(计数器CP)改为lKHz,采样定时信号(时基)选1S,下载看是否稳定显示1000?

8、3、加入量程选择，用2个按键控制，看切换量程，1000Hz显示是否对?4、加入小数点、单位控制。用组合电路实现。下载后观察能否在测量频率时切换量程显示000.OHz、l・000kIIz>01.00kIIz>001.Okllz,对应的单位指示灯是否显示正确。二、加上测周期。增加一个按键选择测频或测周，增加一个对应的发光二极管三、加上自校调试信号。j测量计数器焉競才4~•__I调试騁可控分