自动换挡型1HZ-9.99KHZ频率计
数字频率计
摘要在当今社会，随着电子计算机，通讯设备，音频视频等的使用，频率计也越来越频繁的被使用，频率计的发展也变得尤为重要。
频率计是一种基本的测量仪器，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。
因此，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一起通过一个闸门，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，用锁存器所存起来，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。
在实际上的硬件设计用到的器件较多，连线也比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差，可靠性差。
随着复杂可编程逻辑器件（CPLD）的广泛应用，以EDA 工具作为开发手段，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。
数字频率计是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案，测量结果都有十分紧密的联系，因此频率的测量就显得更为重要。
频率计测频有两种方式：一是直接测频法；二是间接测频法。
本次设计的内容是一款基于8位单片机AT89C51的测频系统。
该装置由输入部分与显示部分组成，输入部分可以收到发射机送来的信号，并通过单片机再传到显像管。
此系统具有测量频率和带宽等功能。
关键词：频率计；直接测频法；间接测频法；单片机AT89C51AbstractIn the society , along with the electronic accounting machine computer , the communication equipment , the audio frequency video frequency and so on use , the frequency meter also more and more frequent is used now , frequency meter's development also becomes especially important. The frequency meter is one kind of basic metering equipment , is with the digit demonstrated that was measured the signaling frequency the instrument , was measured the signal may be the sine wave , the square-wave or other periodic variation signal .Therefore , it is widely applied and domains and so on astronautics , electron , observation. Its preliminary survey principle is ,first lets measure that the s ignal and the standard signal through a strobe, then with the counter counting signal pulse's integer , standard time's in counting's result, save together with the latch lock ,finally uses to demonstrate the decoder , saves the result the lock to demonstrate with the LED numerical code display tube. The component which uses in the hardware design in fact are many , the segment is also quite complex , will have the quite big time delay ,will cause the measuring error , the reliability to be bad. Along with complex programmable logical component (CPLD) the widespread application, takes the development method by the EDA tool,utilizes the VHDL language , will cause the overall system big simplification , enhances the whole the performance and the reliability . The digital frequency meter is one of most basic parameters,and with many electricity parameter's survey plan , the measurement result has close contacting ,therefore the frequency survey appears more important. The frequency meter frequency measurement has two ways ;First, direct frequency measurement law; Second, indirect frequency measurement law.This design's content is one section is composed based on 8 monolithic integrated circuit AT89C51 frequency measurement system this equipment by the input section and the demonstration part, the input section may receive the signal which the transmitter sends, and passes to the teletron again through the monolithic integrated circuit .This system has functions and so on survey frequency and band width.Keyword:the digital of frequency meter;direct frequency measurement law;indirect frequency measurement law ;monolthic integrated circuit AT89C51目录摘要 (I)Abstract (II)第1章引言 (1)第2章频率计系统设计方案 (4)2.1 总体设计 (4)2.1.1设计任务 (4)2.1.2设计指标 (4)2.1.3基本方案 (4)2.2 硬件系统 (6)2.2.1AT89C51 (6)2.2.2存储器 (7)2.3 软件系统 (7)2.3.1 AT89C51 测频的软件实现原理： (7)第3章硬件系统 (9)3.1 概述 (9)3.2 单片机引脚功能 (9)3.2.1电源引脚 (9)3.2.2外部晶振引脚 (10)3.2.3 RST/VDD（9） (10)3.2.4 ALE/PROG（30） (10)3.2.5 PSEN（29） (11)3.2.6 EA /VPP（35） (11)3.2.7 并行I/O口 (11)3.2.8 定时器/计数器T0、T1 (13)3.2.9 振荡器特性 (14)3.2.10芯片擦除 (14)3.2.11空闲节电模式 (15)3.2.12掉电模式 (15)3.3 系统扩展设计 (16)3.3.1 看门狗电路及其监控系统 (16)3.3.2 外接ROM和RAM (18)3.3.3 8155接口与LED的连接电路 (20)3.3.4显示系统设计 (21)3.4 信号的调理设计 (23)3.5 定时器的设计 (25)3.6 电源设计 (26)3.6.1变压 (27)3.6.2整流 (27)3.6.3滤波 (27)3.6.4稳压 (28)3.7 抗干扰设计 (28)3.7.1干扰对微机的作用 (28)3.7.2介绍硬件的抗干扰措施 (29)第4章软件设计 (30)4.1 概述 (30)4.2 主程序框图 (30)4.3 显示子程序框图 (31)4.4 T1中断子程序框图 (32)4.5 主程序源程序 (32)4.6 显示子程序源程序 (34)4.7 定时1秒的源程序 (35)第5章结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录 (40)第1章引言频率计的应用范围很广,不仅应用于一般的仪器测量当中,还可应用于工业控制等其它领域。
东华大学数电实验-数字频率计报告
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自校调试信号产生3.6整体电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)。
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：0.1Hz~999.9KHz,分4档：第一档：100.1Hz~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：1.000s~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/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。
自动转换量程频率计控制器
百度文库- 让每个人平等地提升自我江西科技师范学院毕业设计（论文）题目：自动转换量程频率计控制器设计系院：通信与电子学院专业：电子信息工程学生姓名：陈浩学号：指导老师：陈亮亮封面格式不对，封面格式电子档已放入群共享量程自动转换的数字式频率计的设计数字频率计是一种基本的测量仪器。
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一起通过一个闸门，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数码管显示出来。
根据数字频率计的基本原理，本文设计方案的基本思想是分为四个模块来实现其功能，即整个数字频率计系统分为分频模块、计数并自动换挡模块、锁存器模块和译码器模块，并且分别用VHDL对其进行编程，实现了闸门控制信号、计数电路、锁存电路、显示电路等。
本设计方案还要求，被测输入信号的频率范围自动切换量程，控制小数点显示位置，并以十进制形式显示。
整个频率计设计在一块CPLD芯片上，与用其他方法做成的频率计相比，体积更小，性能更可靠。
频率计的测频范围：0~10MHz。
该设计方案通过了Max+plusⅡ软件仿真、硬件调试和软硬件综合测试。
关键词：数字频率计;电子设计自动化;CPLD;格式不对，而且你怎么会用到CPLD？目录第一章引言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 频率计的发展情况 (3)第二章设计所用工具与环境介绍 (5)2.1 BTYG-EDA实验开发系统简介 (5)2.1.1 系统特点 (5)2.1.2 系统资源介绍 (5)2.2 CPLD简介 (6)2.2.1 CPLD器件结构简介 (6)2.2.2 典型CPLD器件简述 (9)2.2.3 CPLD在新技术中的应用 (12)2.3 VHDL语言简介 (13)2.3.1 VHDL的发展情况与特点 (13)2.3.2 VHDL语言结构 (15)第三章频率计的设计方案 (19)3.1 传统方法 (19)3.2 现代方法 (19)3.2.1 自顶向下的设计方法 (19)3.2.2 与传统的设计方法相比EDA的特点 (20)3.3 本设计的方法 (22)第四章数字频率计的设计 (24)4.1 频率计的设计要求与原理 (24)4.1.1 设计要求 (24)4.1.2 频率测量方法及原理 (24)4.2 频率计的硬件设计 (26)4.2.1 电子设计的发展情况 (26)4.3 频率计的软件设计及其仿真 (27)4.3.1 软件设计的实现 (27)4.3.2 功能模块的实现 (28)4.3.3 各模块基于VHDL的设计与仿真 (29)4.4 下载验证 (38)4.4.1 管脚分配 (38)4.4.2 硬件调试 (40)4.4.3 软件调试 (41)4.4.4 数据下载与验证 (41)第五章实验测试与误差分析 (44)5.1 实验测试的方法 (44)5.2 系统的验证 (44)5.3 频率测量精度分析 (45)5.4 测量误差分析 (46)总结语 (48)参考文献 (49)Abstract (50)附录 (51)第一章引言1.1 研究背景近年来信息技术、电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的大大提高。
简易数字频率计设计报告
简易数字频率计设计报告目录一.设计任务和要求 (2)二.设计的方案的选择与论证 (2)三.电路设计计算与分析 (4)四.总结与心得..................................... 错误！未定义书签。
2五.附录........................................... 错误！未定义书签。
3六.参考文献....................................... 错误！未定义书签。
8一、 设计任务与要求1.1位数：计4位十进制数。
1.2.量程第一档 最小量程档，最大读数是9.999KHZ ，闸门信号的采样时间为1S. 第二档 最大读数是99.99KHZ ，闸门信号采样时间为0.1S.第三档 最大读数是999.9KHZ ，闸门信号采样时间为10mS.第四档 最大读数是9999KHZ ，闸门信号采样时间为1mS.1.3 显示方式（1）用七段LED 数码管显示读数，做到能显示稳定，不跳变。
（2）小数点的位置随量程的变更而自动移动（3）为了便于读数，要求数据显示时间在0.5-5s 内连续可调1.4具有自检功能。
1.5被测信号为方=方波信号二、设计方案的选择与论证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。
图2-2是根据算法构建的方框图。
被测信号图2-2 频率测量算法对应的方框图 输入电路 闸门 计数电路 显示电路闸门产生整体方框图及原理频率测量：测量频率的原理框图如图2-3.测量频率共有3个档位。
被测信号经整形后变为脉冲信号（矩形波或者方波），送入闸门电路，等待时基信号的到来。
时基信号有555定时器构成一个较稳定的多谐振荡器，经整形分频后，产生一个标准的时基信号，作为闸门开通的基准时间。
被测信号通过闸门，作为计数器的时钟信号，计数器即开始记录时钟的个数，这样就达到了测量频率的目的。
周期测量：测量周期的原理框图2-4.测量周期的方法与测量频率的方法相反，即将被测信号经整形、二分频电路后转变为方波信号。
频率计
频率计一、频率计的基本原理：频率计又称为频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。
其最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T（如右图所示）。
频率计主要由四个部分构成：时基（T）电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。
在一个测量周期过程中，被测周期信号在输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲，送到主门的一个输入端。
主门的另外一个输入端为时基电路产生电路产生的闸门脉冲。
在闸门脉冲开启主门的期间，特定周期的窄脉冲才能通过主门，从而进入计数器进行计数，计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值，内部控制电路则用来完成各种测量功能之间的切换并实现测量设置。
二、频率计的应用范围：在传统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量时测量精度较低，误差较大。
频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率的变化。
正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此，频率计拥有非常广泛的应用范围。
在传统的生产制造企业中，频率计被广泛的应用在产线的生产测试中。
频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出频率的变化，用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品，确保产品质量。
在计量实验室中，频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。
在无线通讯测试中，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以被用来对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。
三、频率计厂商介绍：目前，市场上的频率计厂家可分为三类：中国大陆厂家、中国台湾厂家、欧美厂家。
其中，欧美频率计厂家所占有的市场份额最大。
欧美频率计厂家主要有：Pendulum Instruments 和Agilent科技。
Pendulum Instruments 公司是一家瑞典公司，总部位于瑞典首都斯德哥尔摩。
Pendulum 公司源于Philips公司的时间、频率部门，在时间频率测量领域具有40多年的研发生产经历。
自动换挡频率计设计
实验七自动换挡频率计设计一、实验目的1、学习设计一个三位或者多位十进制数字式频率计，量程为1KHZ到99MHZ。
2、通过小数点表示量程范围。
二、实验要求1、当小于1KHZ时，不在其量程范围内，显示为0。
2、当在1KHZ到999KHZ时，频率计自动换到KHZ的档位，；三个数码管分别显示对应的数字，用一个小数点表示其量程单位为千。
3、当在1MHZ到99MHZ时，频率计自动换到MHZ的档位，；三个数码管分别显示对应的数字，用两个小数点表示其量程单位为M.4、采用动态数码管输出其所测频率。
三、实验仪器PC机、Quartus II软件、EDA实验箱四、实验原理1、当计数时间相同时，标准频率为Nx，被测频率为Fs则实际测得的频率的个数为Nx对标准信号的计数个数为Ns，这下式成立：Fx／Nx= Fs／NsFx= Fs×Nx／Ns2、本次设计采用1秒为门时间, 标准频率为8HZ。
利用十进制计出来的数即为实际被测出来的频率。
3、可以用两个计数器来实现测频率的功能，一个count_basic_8以8HZ为时钟信号的计数器产生1秒的控制信号；另一个pinglvji为以被测频率信号的 clk为时钟信号的计数器，其在1秒钟计数的个数即为实际被测出来的频率。
（1）以8HZ为时钟信号的计数器，令其计数个数为8，当计数未满八时，置控制cout 信号输出为高，频率计数器均可以计数，当计满一秒钟，即计满八时，cout为0，控制计数器均停止计数，这样变产生了一个一秒的控制信号，通过这个信号cout可以控制下一个被测频率计数器的总计数时间为一秒钟。
利用start控制count_basic_8计数器的开始，即频率计数器均开始计数；利用clr复位清零。
（2）pinglvji通过一个以clk为时钟信号的计数器，令其计数使能由en控制，在en 为1时，计数，当en为0时，输出所记的数值。
每来一个脉冲计一次数。
因为此次计数最大有八位，因此每一位用一个四位std_logic_vector表示便于十进制计数调整。
数字电路课程设计--自动换挡型1Hz-9.99KHz频率计
数字电子技术课程设计（频率计设计）姓名：学号：班级：成绩：指导老师：设计时间：一．设计题目自动换挡型1Hz-9.99KHz频率计二．设计要求1设计一个能测量1Hz—9.99KHz、TTL电平的频率计，具有自动换挡功能。
要求用三位数字显示，1—999Hz显示单位为Hz、1KHz—9.99KHz显示单位为0.01KHz。
画出完整的电路图，说明电路的工作原理。
2根据所给参考电路分析其工作原理并解答思考题。
3 根据上述原理电路图，在印刷电路图中标出元器件的位置及代号，并完成跳线，使连接完整。
4 组装、调试频率计；写出实验、调试报告。
选作内容：1频率计输入接口，可以测量5mV—10V的正弦波、三角波方波信号。
2让频率计具有以下精度：1—99Hz精度为0.2Hz100—999Hz精度为0.5Hz1KHz—9.99KHZ精度为1Hz三．题目分析：所谓频率，就是周期性信号在单位时间（1s）里变化的次数。
根据频率计的测频原理，可以选择合适的基准信号即闸门时间，对输入被测信号脉冲进行计数，实现测频的目的。
并且当频率超过一定值后，电路能够自动换挡。
四．整体构思：本数字频率计的设计思路是：1 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。
2 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个数，将其换算后显示出来。
这就是数字频率计的基本原理。
值了。
此时的时基信号为输入信号。
3 自动换挡，由于此频率计只有三个数码管显示，故数字频率即必须采用自动换挡的方式工作，当所测频率超过999Hz时自动换挡，借助分频器分频后通过数码管显示。
五．具体实现：画出总体方框图和原理图并给出说明。
原理图必须电脑画。
频率计的使用
频率计的使用在电子技术中，频率是一个重要参量。
由于数字集成电路技术的飞速发展，应用计数法原理制成的数字式频率测量仪器具有精确度高，测频范围宽，便于实现测量过程自动化等一系列突出特点，所以数字式频率测量计(简称数字式频率计)已成为目前测量频率的主要仪器。
下面以DF3380频率计为例，介绍数字频率计的使用方法。
1.4.1 DF3380频率计面板介绍DF3380频率计面板如图A-13所示：1. 电源开关（POWER）：按下锁住时电源接通，弹起电源断开。
2. 复位键（RESET）：按一下“RESET”键，所有显示数据清除、复零。
3. 保持键（HOLD）：按下锁住时能记忆所显示数据。
4. 显示器测试键（DISPLAY TEST）：按下该键检查显示器是否完好，正常时8位七段LED和所有小数点及溢出指示OVER灯全亮（除最高位小数点外）。
图A-13 DF3380频率计5. 分辨力选择键（RESOLUTION）：根据测量需要选择合适的分辨力。
6. 高频通道和超高频通道测量选择键（HF/UHF）：当测量频率在10Hz~60MHz范围时选择HF键，测量频率超过60MHz时应选择UHF键。
7.测量范围选择键（0MHz／60MHz）：当测量频率在10Hz~10MHz时选择10MHz，当测量频率在10MHz~60MHz时选择60MHz。
8. HF通道输入端口。
9 .UHF通道输入端口。
10.八位LED显示窗。
11.溢出指示灯（VOER）：当计算器溢出时“OVER”灯亮。
12.闸门指示灯（GA TE）：当计数器处于测量状态时“GA TE”灯亮，在数据撤换时该灯熄灭。
A.4.2主要技术性能1.频率测量：⑴HF：10Hz~10MHz 10MHz~60MHz；⑵UHF：50MHz~1200MHz；⑶测量误差：不超过3×10－6±1个字；2.输入阻抗：HF：不小于1MΩ/50pF；UHF：50Ω。
3.触发灵敏度：⑴HF：10Hz~10MHz 不大于30mV；⑵10MHz~60MHz不大于100 mV；⑶UHF：50MHz~700MHz不大于50 mV ；⑷700MHz~1GHz不大于100 mV。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自动换挡型1HZ-9.99KHZ频率计一．设计任务与要求1.设计一个能测量1HZ-9.99KHZ、TTL电平的频率计，具有自动换挡动能。
要求用三位数字显示，1-999HZ显示单位为HZ、1KHZ-9.99KHZ显示单位为0.01KHZ。
画出完整的电路图，说明电路的工作原理。
2.根据参考电路分析其工作原理并解答思考题。
3.根据原理电路图，在印刷电路图中标出元器件的位置及代号，并完成跳线，使连接完整。
4.组装、调试频率计；写出实验、调试报告。
二．方案设计与论证总体分析：数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。
频率即是单位时（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个数，将其换算后显示出来。
其最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。
方案一：图1是数字频率计的组成框图。
被测信号Vx经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号I，其频率与被测信号的频率f x 相同。
时基电路提供标准时间基准信号II，其高电平持续时间t1=1 秒，当l秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到l秒信号结束时闸门关闭，停止计数。
若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率f x =NHz。
逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲IV，使显示器上的数字稳定；二是产生清“0”脉冲V，使计数器每次测量从零开始计数。
各信号之间的时序关系如图1所示。
图1——数字频率计的组成框图和波形图电路原理图如图2所示。
该电路主要由四部分组成：放大整形电路、时基电路、逻辑控制电路以及输出显示电路。
放大整形电路由晶体管3DG100与74LS00等组成，其中3DGl00组成放大器将输入频率为f x的周期信号如正弦波、三角波等进行放大，与非门74LS00构成施密特触发器，它对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。
时基电路的作用是产生一个标准时间信号（高电平持续时间为 1s），由定时器555构成的多谐振荡器产生。
若振荡器的频率f0=1/(t1+t2)=0.8Hz，则振荡器的输出波形如图1中的波形II所示，其中t1=1s，t2=0.25s。
由公式t1=0.7(R1+R2)C和t2=0.7R2C，可计算出电阻R1、R2及电容C的值如图。
根据图1所示波形，在计数信号II结束时产生锁存信号IV，锁存信号IV 结束时产生清“0”信号 V。
脉冲信号IV和V可由两个单稳态触发器74LS123产生，它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。
设所存信号IV和清“0”信号V的脉冲宽度t w相同，如果要求t w=0.02s，则得：t w=0.45R ext C ext=0.02s若取R ext=10kΩ，则C ext=t w/0.45R ext=4.4μF。
由74LS123的功能（见下表1）可得，当1R D、1B、1触发脉冲从1A端输入时，在触发脉冲的负跳变作用下，输出端1Q可获得一负脉冲，其波形关系正好满足图1所示的波形IV和V的要求。
手动复位开关S按下时，计数器清“0”。
锁存器的作用是将计数器在1s结束时所计得的数进行锁存，使显示器上能稳定地显示此时计数器的值。
如图所示，1s计数时间结束时，逻辑控制电路发出锁存信号IV，将此时计数器的值送译码显示器，选用两个8位锁存器74LS273可以完成上述功能。
当时锁存信号CP的正跳变来到时，锁存器的输出等于输入，从而将计数器的输出值送到锁存器的输出端。
高电平结束后，无论D为何值，输出端的状态仍保持原来的状态不变，所以在计数期间内，计数器的输出不会送到译码显示器。
图2——数字频率计的电路原理图方案二：自动换挡型频率计原理框图如图3。
图3——自动换挡型频率计原理框图电路原理图如图4所示。
该电路能测量1Hz—9.99KHz的方波信号，三位数字显示，1—999Hz显示单位为Hz、1KHz—9.99KHz显示单位为0.01KHz。
由U2及外围电路组成的门控电路，产生脉宽1S的方波信号，控制U1A，让U12及外围电路组成的摸拟被测信号通过，单位时间的计数值即为被测信号频率。
由C2、R3组成的微分电路，在一个新的计数周期开始瞬间对上次计数结果清零。
由U11B、U10C、U10D及两微分电路构成计数器高位“1”检测，即在一个计数周期，高位至少计一个数；否则分频器U3没有必要接入。
每个计数周期开始后，U10C及微分电路首先通过U11B的SD端使U11BQ置“1”此时由于U10B 的5脚为低电平，U11A的CD端不起作用。
在计数周期只要U6Q0端有一个“1”，U11BQ端就会清为“0”，U11A的CD端在计数周期都不起作用。
若在整个计数周期U6Q0端始终为零，U11BQ端保持为“1”，当计数周期结束时，U10B4、5脚均为高电平，U11A的CD端起作用，U11AQ端为“0”，U3输出“1”，即分频器U3不起作用（整个计数周期U6Q0端始终为零，说明分频器U3没有必要加入）；同时U10B使得U9的消隐端起作用，高位无效“0”不显示。
U11B本质是一个RS触发器。
为检测计数器高位是否溢出，将U6Q3作为U11A的时钟，当U6Q3由“1”→“0”时，U11AQ端的状态取决于当时J端状态，J=0，QN+1保持原状态，J=1，QN+1=1。
而J端的波形与U2Q相比延迟数微秒，其原因是：每个计数周期开始时，都要对上一次计数清零，如果上一次计数周期高位计数值是8或者9（波形图上画出四个计数周期U6Q3可能的情况），就会产生虚假的溢出信号，J的波形保证清零时J=0，使清零时产生的假溢出信号得到抑制。
当U11AQ为“1”时U3作为十分频器接入电路，同时将高位数码管的小数点点亮。
三．单元电路设计与参数计算两种方案都是采用的测频法，第一种方案虽然结构上比较简单，但第二种方案更具有可行性。
故选取方案二进行设计。
1.由U12及其外围电路所组成的多谐振荡器产生被测信号，如图5。
由图可知，C6R8、WR2构成充放电支路：、充电时间T1=（R8+ WR2）C6ln2放电时间T2=（R8+ WR2）C6ln2则电路振荡周期T=T1+T2=2（R8+ WR2）C6ln2振荡频率f=1/T=1/[2（R8+ WR2）C6ln2]WR2决定了频率的变化范围。
图52.由U2及外围电路组成的门控电路，产生脉宽1S的方波信号，如图6。
由图可知，WR1、R1、D1、C1构成充电支路，C1、R2构成放电支路。
充电时间T1=( R1+ WR1) C1ln2放电时间T2= R2 C1ln2则电路振荡周期T=T1+T2=( R1+R2+WR1) C1ln2振荡频率f=1/T=1/[( R1+R2+WR1) C1ln2]通过调节WR1使输出1S的高电平。
图63.U1A为闸门电路，由一个与非门构成，如图7。
1端接入的是U2输出的基准脉冲信号，2端接入的是U12输出的被测信号。
故闸门电路是控制计数器计数的标准时间信号，决定了被测信号的脉冲通过闸门进入计数器进行计数的个数。
例如，基准脉冲信号的作用时间为1S，闸门电路将打开1S，若在这段时间内通过闸门电路的脉冲数目为100个则被测信号的频率就是100HZ。
图74．分频与计数电路由4片74LS90构成，如图8。
当U11A的6脚输出为高电平时，U3不起作用，3个十进制计数器（U4、U5、U6）构成一千进制的计数器，计数范围为1—999HZ。
当U11A的6脚输出为低电平时，U3起作用，4个十进制计数器（U3、U4、U5、U6）构成一万进制的计数器，计数范围为1—9.99KHZ。
图85. 由U10B、U11A、U10C、U10D及其外围电路可实现频率计的换挡功能，最高位小数点的点亮，最高位为0时的消隐功能。
如图9。
为检测计数器高位是否溢出，将U6Q3作为U11A的时钟，当U6Q3由“1”→“0”时，U11AQ端的状态取决于当时J端状态，J=0，QN+1保持原状态，J=1，QN+1=1。
而J端的波形与U2Q相比延迟数微秒，其原因是：每个计数周期开始时，都要对上一次计数清零，如果上一次计数周期高位计数值是8或者9（波形图上画出四个计数周期U6Q3可能的情况），就会产生虚假的溢出信号，J的波形保证清零时J=0，使清零时产生的假溢出信号得到抑制。
当U11AQ为“1”时U3作为十分频器接入电路，同时将高位数码管的小数点点亮。
由U11B、U10C、U10D及两微分电路构成计数器高位“1”检测，即在一个计数周期，高位至少计一个数；否则分频器U3没有必要接入。
每个计数周期开始后，U10C及微分电路首先通过U11B的SD端使U11BQ置“1”此时由于U10B的5脚为低电平，U11A的CD端不起作用。
在计数周期只要U6Q0端有一个“1”，U11BQ端就会清为“0”，U11A的CD端在计数周期都不起作用。
若在整个计数周期U6Q0端始终为零，U11BQ端保持为“1”，当计数周期结束时，U10B4、5脚均为高电平，U11A的CD端起作用，U11AQ端为“0”，U3输出“1”，即分频器U3不起作用（整个计数周期U6Q0端始终为零，说明分频器U3没有必要加入）；同时U10B使得U9的消隐端起作用，高位无效“0”不显示。
图96.由C2、R3组成的微分电路，在一个新的计数周期开始瞬间对上次计数结果清零。
如图10.图107.显示控制电路，如图11。
译码器MC14511B具有锁存端LE。
当LE=1时，译码器处于锁定状态，译码输出保持在LE=0时的数值，LE=0为正常译码。
这使得数码管上能稳定地显示计数结束时的计数值。
图118．各点波形图如图12。
四．安装与调试1.检查印刷电路板有无断路、短路，若有，首先处理好。
2 .焊接顺序：电阻、二极管、跳线、IC插座、电容器，逐一焊接。
先焊平面的，后焊立体的，原则是有利于焊接。
要求卧装水平、竖装垂直、相同元件等高。
3 .焊接要点：将元件整形后插入对应位置，电路板平放在台面上，一手握烙铁对焊盘和引脚同时接触预热，另一手持焊锡丝与焊盘处烙铁接触，使锡丝熔化，当锡丝熔化一定量时，立即将锡丝离去，烙铁继续保持少许时间，让焊锡围绕焊盘自由流动，形成一个完全覆盖焊盘的钟形焊点。
切勿将焊锡先溶化在烙铁上再去焊接，这样锡丝里的助焊剂在未焊接前先挥发了，不利于焊接，而且焊点没有光泽。
4 .剪脚：元件焊好后，将多余引脚剪掉，剪脚后的焊点应露出引脚0.5-1mm。
本课设要求引脚露出2mm，以利于元件重复使用。
5 .检查元件及IC插座有无错焊、漏焊，方向是否正确无误，将集成电路插入相应插座。