数字逻辑数字频率计的设计课程设计报告
数电课程设计报告-数字频率计
数电课程设计报告：频率计目录一、设计指标二、系统概述1.设计思想2.可行性论证3.工作过程三、单元电路设计与分析1.器件选择2.设计及工作原理分析四、电路的组构与调试1.遇到的问题2.现象记录及原因分析3.解决与结果4.功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据五、总结1.体会2.电路总图六、参考文献一、设计指标设计指标：要求设计一个测量TTL方波信号频率的数字系统。
测试值采用4个LED七段数码管显示，并以发光二极管只是测量对象（频率）的单位：Hz、kHz。
频率的测量范围有四档量程。
1）测量结果显示四位有效数字，测量精度为万分之一。
2）频率测量范围：100.1Hz——999.9kHz，分为：第一档：100.0Hz——999.9Hz第二档：1.000kHz——9.999kHz第三档：10.00kHz——99.99kHz第四档：100.0kHz——999.9kHz3）量程切换可以采用两个按键SWB、SWA手动切换。
扩展要求：一、当被测频率大于999.9kHz，超出最大值时，设置亮一个警灯，并同时发出报警声音。
二、自动切换量程提示：1.计数器计到9999时，产生溢出信号CO，启动量程加档。
2.显示不足4位有效数字时量程减档。
三、各量程输出信号的频率最高位有效数字为1、2、3、4、5、6、7、8、9。
二、系统概述1.设计思想周期性信号频率可通过记录信号在1s内的周期数来确定其频率。
累计标准时间Ts中被测信号的脉冲个数Nx，被测信号频率：fx≈Nx/Ts测量时间Ts选择：由于测量时间Ts需要根据被测信号的频率切换，所以通常对振荡时钟进行分频以获得不同的定时时间。
采样定时、显示锁存、计数器清零的控制时序波形图2.可行性论证用计数器实现记录周期数的功能；用时基信号产生计数时间作为采样时间；用四位动态扫描通过数码管显示结果；因为如果计数器直接把数据输入到数码管显示，那么数码管的数据就会不断变化，累计增加的情况，所以采用锁存器，在每个时间信号内，通过一个高电平使能有效，将计数器的数值锁存到寄存器或者锁存器；为了不要让每次锁存的数据会比上次增加一个基数，而计数器的连续计数累积计数，所以要对每次锁存后立即清零，让计数器从零开始计数。
数字电路课程设计—数字频率计设计报告
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数字频率计应用所学的数字电路知识进行设计。
电路由放大整形电路、时基电路、逻辑控制电路、计数锁存电路及译码显示电路组成。
能够较精准的测量幅值在0.2V~5V的正弦波、三角波、方波的频率。
测量范围能够达到1Hz~9999Hz。
关键词：频率计，TTL芯片，数字电路AbstractIn this paper,a design of simple digital cymometer based on the TTL serises chips was described.This design is based on the knowledge about the digital circuit we learned.It consists of amplifier and shaping circuit , time-base circuit, control circuit, latch circuit and decoding count show circuit.It can be used to accurately detect the frequency of sine wave, triangle wave and square wave accurately that the amplitude is between 0.2V and 5V. Detecting range can be achieved 1Hz ~ 9.99kHz..Key words: cymometer, the TTL series chips,digital circuit目录TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l "_Toc234898046" 摘要PAGEREF _Toc234898046 \h IHYPERLINK \l "_Toc234898047" 关键词 PAGEREF_Toc234898047 \h IHYPERLINK \l "_Toc234898048" Abstract PAGEREF_Toc234898048 \h IIHYPERLINK \l "_Toc234898049" 引言 PAGEREF _Toc234898049 \h 1HYPERLINK \l "_Toc234898050" 1 总体方案设计 PAGEREF _Toc234898050 \h 2HYPERLINK \l "_Toc234898051" 2 单元电路设计 PAGEREF _Toc234898051 \h 3HYPERLINK \l "_Toc234898052" 2.1 放大整形电路 PAGEREF _Toc234898052 \h 3HYPERLINK \l "_Toc234898053" 2.1.1 方案一 PAGEREF_Toc234898053 \h 3HYPERLINK \l "_Toc234898054" 2.1.2 方案二 PAGEREF_Toc234898054 \h 4HYPERLINK \l "_Toc234898055" 2.1.3 方案对比 PAGEREF_Toc234898055 \h 4HYPERLINK \l "_Toc234898056" 2.2 时基电路 PAGEREF_Toc234898056 \h 5HYPERLINK \l "_Toc234898057" 2.2.1 方案一 PAGEREF_Toc234898057 \h 5HYPERLINK \l "_Toc234898058" 2.2.2 方案二 PAGEREF_Toc234898058 \h 5HYPERLINK \l "_Toc234898059" 2.2.3 方案对比 PAGEREF_Toc234898059 \h 6HYPERLINK \l "_Toc234898060" 2.3 逻辑控制电路 PAGEREF _Toc234898060 \h 6HYPERLINK \l "_Toc234898061" 2.4 计数器 PAGEREF_Toc234898061 \h 7HYPERLINK \l "_Toc234898062" 2.5 锁存器 PAGEREF_Toc234898062 \h 8HYPERLINK \l "_Toc234898063" 3 主要参数计算 PAGEREF _Toc234898063 \h 9HYPERLINK \l "_Toc234898064" 3.1 时基电路参数 PAGEREF _Toc234898064 \h 9HYPERLINK \l "_Toc234898065" 3.2 逻辑控制电路 PAGEREF _Toc234898065 \h 9HYPERLINK \l "_Toc234898066" 4 总体电路设计 PAGEREF _Toc234898066 \h 10HYPERLINK \l "_Toc234898067" 5 仿真结果 PAGEREF_Toc234898067 \h 12HYPERLINK \l "_Toc234898068" 6 实物测试结果分析 PAGEREF _Toc234898068 \h 14HYPERLINK \l "_Toc234898069" 7 体会与心得 PAGEREF_Toc234898069 \h 15HYPERLINK \l "_Toc234898070" 8 参考文献 PAGEREF_Toc234898070 \h 16HYPERLINK \l "_Toc234898071" 附录一电路实物图 PAGEREF_Toc234898071 \h 17HYPERLINK \l "_Toc234898072" 附录二元件清单 PAGEREF_Toc234898072 \h 18引言在电子技术中，频率是一个重要参量。
数字频率计设计报告
数字频率计设计报告数字频率计是一种用于测量信号频率的仪器，广泛应用于电子领域。
本文将针对数字频率计的原理、工作方式以及应用进行详细介绍。
一、引言数字频率计是一种基于数字信号处理技术的测量仪器，它能够精确地测量信号的频率。
它广泛应用于通信、无线电、音频和视频等领域，对于各种信号的频率测量具有重要意义。
二、原理数字频率计的测量原理基于信号的周期性特征。
当一个信号通过数字频率计时，它会被转换成数字信号，并通过计数器进行计数。
通过计数器的计数结果和时间基准的参考值进行比较，就可以得到信号的频率。
三、工作方式数字频率计的工作方式通常分为两种：直接计数法和间接计数法。
1. 直接计数法：该方法直接对信号进行计数，通过计数器对信号的脉冲进行计数，并将计数结果进行处理得到频率值。
这种方法简单直接，但对于高频率信号的计数精度较低。
2. 间接计数法：该方法通过将信号的频率分频至低频范围内进行计数。
通过将高频信号分频后再进行计数，可以提高测量的精度。
四、应用数字频率计在各个领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：1. 通信领域：数字频率计在通信系统中被用于测量信号的载波频率，确保信号的稳定传输。
同时，数字频率计还可以用于频率偏移的测量，以评估通信系统的性能。
2. 无线电领域：数字频率计被用于测量无线电频率，对于射频信号的测量具有重要意义。
它可以用于无线电台站的调试和维护，以确保无线电信号的质量和稳定性。
3. 音频和视频领域：数字频率计在音频和视频设备的校准和测试中被广泛应用。
它可以测量音频和视频信号的频率，以确保音频和视频设备的正常工作。
4. 科学研究领域：数字频率计在科学研究中也起到了重要的作用。
比如，在天文学研究中，数字频率计可以用于测量天体的射电信号频率，从而研究宇宙的演化和结构。
五、总结数字频率计作为一种精确测量信号频率的仪器，在电子领域中有着广泛的应用。
本文从原理、工作方式和应用等方面对数字频率计进行了详细介绍。
数字频率计课设报告
综合电子课程设计--基于FPGA的数字频率计班级： 0410101班作者:同组:２０１３年１１月３日目录1．实验内容及要求 (3)２.实验原理 (3)２.１频率测量原理 (3)２.２周期测量原理 (3)３.试验方案介绍 (4)３.１系统整体逻辑框图 (4)３.２测试信号源模块 (4)３.３频率测试模块 (5)３.４频率测试模块 (5)３.４分频模块 (6)３.４.1系统５０Ｍ时钟分频得到2HZ信号 (6)３.４.２系统５０Ｍ时钟分频得到2MHZ信号 (6)３.5频率周期测试切换模块 (7)３.6系统显示模块 (8)4. FPGA的资源分配介绍 (9)4.1 FPGA的引脚资源分配 (9)4.2 FPGA的系统资源占用情况 (9)5. 课设收获及感想 (9)6. 附录 (10)6.1 Verilog语言程序源代码 (10)基于FPGA的数字频率计系统1．实验内容及要求信号频率和周期测量信号：脉冲波；频率：1Hz～100KHz２.实验原理２.１频率测量原理测量频率的基本方法是在单位时间（如２s）内统计待测信号的周期数。
本设计采用等精度测量法，使门控信号和被测信号同步，消除对被测信号计数产生的一个脉冲的误差，在测量过程中分别对被测信号和标准信号同时计数。
测量的具体方法是：首先给个闸门开启信号（预置闸门信号），此时计数器并不开始计数，而是等被测信号的上升沿到来时计数器才开始计数，然后预置闸门信号关闭信号（下降沿），计数器并不立即停止计数，而是等到被测信号上升沿来到时才停止计数，完成一次测量过程，过程如下图所示。
图２.１频率测试原理设计时，采用门控信号为２S，因此，测得的标准信号N s为1，故，被测信号Nx的值，即为实际的频率值，可以处理后直接显示。
２.２周期测量原理测量周期的基本方法是在待测信号一个周期内对高频脉冲信号（如２MHz）进行计数。
以待测信号作为闸门信号的开启，在待测信号的一个周期内高电平的期间对２ＭＨＺ标准信号进行计数，计出来的数为Ｎ，对应的信号周期即为Ｎ，单位为微秒。
数字频率计的设计实验报告
数字频率计的设计实验报告实验名称：数字频率计的设计实验日期：2021年7月1日实验目的：设计并实现一个基于计数器的数字频率计，使用计数器测量输入信号的频率，并将结果显示在数码管上。
实验器材：FPGA开发板、数字频率计模块、计数器模块、数码管模块。
实验原理：1. 计数器模块设计一个计数器模块，用于计数示波器输入脉冲信号的时间。
计数器的计数时间可以根据需要进行调整。
2. 数字频率计模块设计一个数字频率计模块，用于将计数器的计数时间转换为输入信号的频率。
通过计算计数器的计数值来计算频率，并将结果显示在数码管上。
3. 数码管模块设计一个数码管模块，用于将数字频率计模块计算出的频率值转换为可以在数码管上显示的数码。
实验步骤：1. 搭建实验电路将FPGA开发板连接到计数器模块、数字频率计模块和数码管模块。
2. 编写Verilog代码根据上述原理，编写计数器模块、数字频率计模块和数码管模块的Verilog代码。
3. 编译代码并下载到FPGA开发板使用Xilinx Vivado软件将Verilog代码编译成比特流文件，并将比特流文件下载到FPGA开发板中。
4. 测试实验将示波器的输出信号连接到数字频率计的输入端，并将数字频率计连接到数码管。
通过计算数字频率计的输出，验证数字频率计的测量准确性。
实验结果：经过测试，数字频率计的测量准确度在实验误差范围内。
输入不同频率的信号时，数码管能够正确显示频率值。
实验总结：通过本次实验，成功设计并实现了一个基于计数器的数字频率计。
该实验不仅巩固了计数器、数码管等模块的设计知识，也提高了学生的Verilog编程能力。
在实验中，学生还学习了如何使用FPGA开发板进行数字电路实验，以及测试和验证数字电路的方法和技巧。
数字频率计课程设计报告
数字频率计课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字频率计的基本原理，掌握频率、周期等基本概念；2. 使学生掌握数字频率计的使用方法，能够正确操作仪器进行频率测量；3. 引导学生运用已学的数学知识，对测量数据进行处理，得出正确结论。
技能目标：1. 培养学生动手操作仪器的技能，提高实验操作能力；2. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力，提高数据分析处理技能；3. 培养学生团队协作能力，提高实验过程中的沟通与交流技巧。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理实验的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，养成实验过程中认真观察、准确记录的好习惯；3. 引导学生认识到物理知识在实际应用中的价值，提高学以致用的意识。
课程性质：本课程为物理实验课，结合数字频率计的原理与应用，培养学生的实践操作能力和数据分析能力。
学生特点：六年级学生具备一定的物理知识和数学基础，对实验操作充满好奇，具备初步的团队合作能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以学生为主体，引导学生主动参与实验过程，培养其动手能力和解决问题的能力。
通过课程目标的分解，使学生在实验过程中达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 数字频率计基本原理：- 频率、周期的定义与关系；- 数字频率计的工作原理；- 数字频率计的测量方法。
2. 实验操作技能：- 数字频率计的操作步骤；- 实验过程中的注意事项；- 数据记录与处理方法。
3. 教学大纲：- 第一课时：介绍数字频率计的基本原理，让学生了解频率、周期的概念及其关系；- 第二课时：讲解数字频率计的工作原理，引导学生掌握其操作方法；- 第三课时：分组进行实验操作，让学生动手测量不同频率的信号；- 第四课时：对测量数据进行处理与分析，培养学生数据分析能力；- 第五课时：总结实验结果，讨论实验过程中遇到的问题及解决办法。
4. 教材章节：- 《物理》六年级下册：第六章《频率与波长》；- 《物理实验》六年级下册：实验八《数字频率计的使用》。
东华大学数电课程设计报告——数字频率计
目录第一章设计指标 (1)1.1功能要求 (1)1.2参数指标 (1)第二章系统概述 (2)2.1设计思想 (2)2.2可行性论证 (2)2.3各功能的组成 (2)2.4总体工作过程 (2)第三章单元电路设计与分析 (4)3.1各单元电路的选择 (4)3.2设计及工作原理分析 (11)第四章电路的组构与调试 (13)4.1 遇到的主要问题 (13)4.2 现象记录及原因分析 (13)4.3 解决措施及效果 (14)4.4 功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据 (14)第五章结束语 (15)5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明 (15)5.2 总结设计的收获与体会 (15)附图(电路图、电路总图) (16)参考文献 (17)第一章 设计指标1.1 功能要求1、整体功能要求要求设计一个测量TTL 方波信号频率的数字系统。
用按键选择测量信号频率。
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：频率以及测量值得单位：Hz 、kHz 。
频率的测量范围有四档量程。
1）测量结果显示4位有效数字，测量精度为万分之一。
2）频率测量范围：100.0Hz~999.9kHz ，分为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)量程切换可以采用两个按键SWB 、SWA 手动切换。
1.2参数指标1、主要参数指标1）测量范围：被测信号的最高频率和最低频率。
2）测量精度：测量数字值的有效位。
3）测量误差：主要有计数误差和时基误差。
① 时基误差——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：② 计数误差——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。
测量值有效位越多，计数相对误差越小： 累计标准时间TS 中被测信号的脉冲个数NX ，被测信号频率：%100Δ1ΔX ⨯≈Sf f %100ΔX ⨯≈Xsf f f SXX T N f ≈第二章系统概述2.1设计思想1、周期性信号频率的物理意义是信号在1s时间内的周期数，单位有赫兹(Hz)、千赫兹(kHz)、兆赫兹(MHz)等；2、数字频率计的基本原理是测量周期性信号在单位时间内的信号周波数，所以它的主要电路是计数器，需要控制的是计数器的输入脉冲和计数时间，其输入脉冲为被测信号，计数时间为时基信号的周期(单位时间)。
简易数字频率计课程设计报告
简易数字频率计课程设计报告《简易数字频率计课程设计报告》一、设计目的和背景随着科技的不断发展和普及，计算机已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而数字频率计作为一种常见的电子测量仪器，在工业控制、电信通讯等领域有着广泛的应用。
本课程设计旨在通过设计一款简易的数字频率计，以帮助学生深入了解数字频率计的工作原理和设计方法。
二、设计内容和步骤1. 学习数字频率计的基本原理和工作方式：介绍数字频率计的基本功能、硬件组成和工作原理。
2. 设计数字频率计的主要电路：通过研究数字频率计的电路原理图，设计出适用于本设计要求的主要电路。
3. 制作数字频率计的原型：使用电子元器件将电路图中设计的电路进行实际制作，制作出数字频率计的原型。
4. 测试数字频率计的性能：通过对数字频率计进行各种频率波形的测试，验证其测量准确性和稳定性。
5. 优化和改进设计：根据测试结果和用户反馈，对数字频率计的电路和功能进行进一步优化和改进。
三、预期效果和评价标准通过本课程设计，预期学生能够掌握数字频率计的基本工作原理、主要电路设计和制作方法，并且能够针对实际需求进行优化和改进。
评价标准主要包括学生对数字频率计原理的理解程度、电路设计的准确性和创新性，以及对数字频率计性能进行测试和改进的能力。
四、开展方式和时间安排本课程设计可以结合理论学习和实践操作进行，建议分为以下几个阶段进行：1. 第一阶段（1周）：学习数字频率计的基本原理和工作方式。
2. 第二阶段（1周）：设计数字频率计的主要电路。
3. 第三阶段（2周）：制作数字频率计的原型，并进行性能测试。
4. 第四阶段（1周）：优化和改进数字频率计的设计。
总共需要约5周的时间来完成整个课程设计。
五、所需资源和设备1. 教材教辅资料：提供数字频率计的基本原理和电路设计方法的教材或教辅资料。
2. 实验设备和工具：数字频率计的主要电路所需的电子元器件、测试仪器和焊接工具等。
3. 实验环境：提供安全、稳定的实验室环境，以及必要的计算机软件支持。
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滁州学院 课程设计报告
课程名称： 数字逻辑课程设计 设计题目： 数字频率计的设计 系 别： 网络与通信工程系 专 业： 网络工程（无线传感器网络方向） 组 别： 第七组 起止日期: 2012年5月28日～2012年6 月18日 指导教师: 姚光顺
计算机与信息工程学院二○一二年制 滁州学院数字逻辑课程设计 课程设计任务书 课程设计题目 数字频率计的设计
组长 葛秋婷 学号 2011211366 班级 网工114
系别 网络与通信工程系 专业 网络工程（无线传感器网络方向）
组员 鲁猛2011211396 贾发展2011211378 李保磊2011211385 王礼辉2011211415 黄二辉2011211377
指导教师 姚光顺
课程设计目的 掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的 设计、安装、测试方法。
课程设计所需环境 Windows 7 ,NI Multisim 11
课程设计任务要求 频率测量范围：1Hz~10KHz； 数字显示位数：四位静态十进制计数显示被测信号的频率
课程设计工作进度计划 序号 起止日期 工 作 内 容 分工情况 1 2012/6/8-2012/6/10 组员在一起讨论，发表个人看法 查好资料后，小组成员都积极参与讨论
2 2012/6/11-2012/6/13 上机搭建仿真电路，做报告文档 贾发展、黄二辉、李保磊、王礼辉搭建仿真电路，葛秋婷、鲁猛做报告文档，
3 2012/6/14-2012/6/15 调试仿真电路 组员一起组合、调试电路，运行出正确的结果
4 2012/6/16-2012/6/18 撰写课程设计报告 鲁猛、葛秋婷撰写设计实验报告 5 2012/6/19 提交报告 由组长将报告提交予老师查看，请老师指导 6 2012/6/20 完善报告并提交 由组长提交设计报告 滁州学院数字逻辑课程设计 目 录
1绪论 ......................................................................................................................................................... 1 1.1设计背景 ....................................................................................................................................... 1 1.2主要工作和方法 ........................................................................................................................... 1 1.3本文结构 ....................................................................................................................................... 1 2相关知识 ................................................................................................................................................. 1 2.1数字频率计概念 ...................................................................................................................... …..1 2.2数字频率计组成 ............................................................................................................................ 1 3系统设计 ................................................................................................................................................. 2 4系统实现 ................................................................................................................................................. 2 4.1计数译码显示电路 ........................................................................................................................ 2 4.2控制电路 ........................................................................................................................................ 3 5系统测试与数据分析 ............................................................................................................................. 5 6课程设计总结与体会 ............................................................................................................................. 8 6.1设计总结 ....................................................................................................................................... 8 6.2设计体会 ....................................................................................................................................... 8 结束语 ........................................................................................................................................................ 9 参考文献 .................................................................................................................................................... 9 附录 .......................................................................................................................................................... 10 致谢 .......................................................................................................................................................... 12 滁州学院数字逻辑课程设计
- 1 - 1 绪论 1.1 设计背景 数字频率计是一种基础测量仪器，到目前为止已有 30 多年的发展史。早期，设计师们追求的目标主要是扩展测量范围，再加上提高测量精度、稳定度等，这些也是人们衡量数字频率计的技术水平，决定数字频率计价格高低的主要依据。目前这些基本技术日臻完善，成熟。应用现代技术可以轻松地将数字频率计的测频上限扩展到微频段。 随着科学技术的发展，用户对数字频率计也提出了新的要求。对于低档产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性高，价格低。而对于中高档产品， 则要求有高分辨率，高精度，高稳定度，高测量速率；除通常通用频率计所具有的功能外，还要有数据处理功能，统计分析功能，时域分析功能等等，或者包含电压测量等其他功能。这些要求有的已经实现或者部分实现，但要真正完美的实现这些目标，对于生产厂家来说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了。 随着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度高、测量范围宽、便于实现测量过程自动化等一系列的突出特点。 1.2主要工作和方法
设计一个数字频率计。要求频率测量范围为1Hz-10kHz。数字显示位数为四位静态十进制计数显示被测信号。先确定好数字频率计的组成部分，然后分部分设计，最后组成电路。 1.3本文结构
本文第1部分前言主要说明频率计的用处和广泛性。第2部分简要说明了本次课程设计的要求。第3部分概要设计大致的勾画出本次设计的原理框架图和电路的工作流程图。第4部分简要说明4位二进制计数器74160的原理和搭建计数译码显示电路的原理，同时分析控制电路的功能，形成控制电路图，及搭建显示电路和控制电路的组合原理图。第5部分调试与操作说明，介绍相关的操作和输入不同频率是电路的显示情况。 2相关知识 2.1数字频率计介绍 2.1.1数字频率计概念 数字频率计是一种直接用十进制数字现设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、三角波等信号的频率，而且还可以用它来测量被测信号的周期。经过改装，在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏计、电子称、计价器等。因此，数字频率计在测量物理量方面有广泛的应用。 2.1.2数字频率计组成