数字频率计设计报告

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1、电子技术综合训练设计报告题目：数字式频率计的设计姓名：刘宏彬学号：09220422班级：自动化四班同组成员：李娟娟李卫星刘宏彬指导教师：李恒杰日期：2011.12.26—2012.01.1115目录一．目录1二．内容摘要2三．任务书3四．概述4五．方案设计与论证4六．单元电路设计与分析41.时基电路设计42.放大整形电路设计53.控制电路设计64.计数器与译码器及显示器设计75.直流稳压电源设计8七．总原理图及元器件清单91.总原理图92.元器件清单9八．结束语11九．参考文献13十．附录（各器件引脚图）1415二．内容摘要在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、

2、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量显得更为重要。测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。本次设计的数字频率计以555为核心，采用直接测频法测频。数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同时也是其他许多领域广泛应用的测量仪器。数字频率计是在规定的基准时间内把测量的脉冲数记录下来，换算成频率并以数字形式显示出来。数字频率计用于测量信号（方波，正弦波或其他周期信号）的频率，

3、并用十进制数字显示，它具有精度高，测量速度快，读数直观，使用方便等优点。关键字：数字频率计频率时限放大整形15三．数字频率计设计任务书2011年秋季学期学生姓名刘宏彬学号09220422专业方向自动化班级四班题目名称数字式频率计的设计一、设计内容及技术要求：设计一个数字式频率计，基本要求：1、能够测量正弦波、三角波、锯齿波、矩形波等周期性信号的频率；2、能直接用十进制数字显示测得的频率；3、频率测量范围：1HZ—10KHZ且量程能自动切换；4、输入信号幅度范围为0.5—5V，要求仪器自动适应5、测量时间：t≼1.5s6、电源：220V/50HZ的工频交流电供电；（注：直流电源部分仅完成设计

4、即可，不需制作，用实验室提供的稳压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求）7、按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真，用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告。发挥部分：1、测量频率范围为0.1-10KHZ；2、输入信号幅度范围为0.1—100V，要求仪器自动适应；3、用数字频率计测量信号周期。二、提交成果：1、设计报告2、作品3、电路原理图：要求提交两份，一份为CAD/EDA软件绘制，另一份为手工绘制，图纸大小自定，但要符合标准，电路图绘制要规范。三、设计进度：1、时间：三周2、进度安排：

5、（1）第一周选题，熟悉题目，分析要求，查找资料，选择方案，优化方案，确定原理方框图，单元电路设计，选择元器件；（2）第二周进行电路仿真，确定电路原理图，画出电路原理图，购买元器件，焊接电路；（3）第三周电路调试，电路测试，绘制电路原理图，完成设计报告，答辩。指导教师签字：15四、概述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、三角波和尖脉冲信号的频率，而且还可以测量它们的周期。经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉冲宽度测量仪；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计、计价器等。因此，数字频率计在测量物理量

6、方面应用广泛。五、方案设计与论证数字频率计一般有振荡器、分频器、放大整形电路、控制器、计数译码器、显示器等几部分组成。由振荡器的振荡电路产生一标准频率信号，经分频器分频分别得到2Hz和0.5Hz的控制脉冲和选通脉冲。控制脉冲经过控制器中门电路分别产生锁存信号和计数器清零信号。待测信号经过限幅、运放的放大、施密特整形之后，输出一个与待测信号同频率的矩形脉冲信号，该信号在检测门经过与选通信号的合成，产生计数信号。计数信号并与锁存信号的清零复位信号共同控制计数、锁存和清零三个状态，然后通过数码管显示器件就可以进行显示。数字频率计的原理框图如下所示：六、单元电路设计与分析1．时基电路部分由原理方框

7、图可知，振荡器与分频器部分有两个不同的频率的输出。由石英晶体振荡器产生一个标准频率信号，以待下一步分频。分频的系数取决于所选晶振的频率及所需的选通信号频率，可选用32.768kHz晶体振荡器，因为对它进行15分频最低可分出2Hz的标准频率信号，以便于获取0.5Hz的选通信号和控制信号，再加上7473双上升沿JK触发器进行4分频，就可以获取0.5Hz的频率信号。由于受元器件限制，本次设计中使用555构成时基电路，然后在采用