自适应频率计设计说明书
自动频率计课程设计
自动频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自动频率计的基本原理，掌握其工作流程及组成部分。
2. 学生能够掌握自动频率计在电子测量中的应用，了解相关技术参数。
3. 学生能够运用已学知识，分析自动频率计的电路图，并识别其中的电子元件。
技能目标：1. 学生能够独立完成自动频率计的组装和调试。
2. 学生能够运用自动频率计进行实际频率的测量，并准确读取数据。
3. 学生能够通过小组合作，解决自动频率计使用过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子测量技术的兴趣，增强实践操作的热情。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作精神和沟通能力，提高问题解决能力。
3. 学生通过学习自动频率计，认识到电子技术在日常生活中的重要性，增强科技创新意识。
课程性质：本课程属于电子技术实践课，注重理论联系实际，提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生已具备基础的电子知识，具有一定的分析和动手能力，但对自动频率计的原理和应用了解有限。
教学要求：结合学生特点，通过讲解、演示、实践等教学方法，引导学生掌握自动频率计的相关知识，培养其技能和情感态度价值观。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生提问和思考，提高教学效果。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 自动频率计基本原理：介绍自动频率计的工作原理、频率测量方法及其优势。
- 教材章节：第二章 电子测量仪器，第三节 自动频率计。
- 内容列举：频率定义、频率测量方法、自动频率计原理。
2. 自动频率计的组成与功能：分析自动频率计的各个组成部分及其功能。
- 教材章节：第二章 电子测量仪器，第三节 自动频率计。
- 内容列举：计数器、时钟、控制电路、显示部分等。
3. 自动频率计的应用与操作：讲解自动频率计在实际测量中的应用，以及操作方法。
- 教材章节：第二章 电子测量仪器，第三节 自动频率计。
- 内容列举：应用场景、操作步骤、注意事项。
VC3165 智能频率计使用说明书 第一章 概 述
VC3165智能频率计使用说明书第一章概述（一）概述：VC3165频率计是一种以微处理器为基础而设计的高分辨率、多功能数字式智能化仪器。
具有：频率测量，周期测量以及等精度测量等功能，并有3档功能选择、工作状态显示、单位显示及8位LED高亮度显示。
本仪器是智能数字化仪器，全部功能是用一个单片微控制器（CPU）来完成的。
晶体有恒温控制线路,降低了温度漂移造成的测量误差；输入回路设有衰减器（X1、X20）和AC/DC耦合转换器。
整机性能稳定, 功能齐全，是一种高性能，低价位的理想智能数字化仪器。
本仪器测量频率范围极宽，可从0.01Hz到2.4GHz。
闸门时间从100ms到10s连续可调。
使用本机前请仔细阅读本仪器的资料和操作方法，以便取得最好的使用效果。
（二）技术条件及说明1、测量〈1〉.输入端口本机有两个输入通道端口①.A端口为0.01Hz—50MHz的低频通道端口②.B端口为50MHz—2.4GHz的高频通道端口〈2〉.频率测量①量程第1档： 50MHz— 2.4GHz，由B端口输入第2档： 2MHz—50MHz，由A端口输入第3档： 0.01Hz—2MHz，由A端口输入②分辨率:档位状态频率范围分辨率闸门时间最小闸门时间最大100Hz1GHz—2.4GHz 1kHz 第一档 AC50MHz—1GHz(不含1GHz) 1kHz 10Hz 第二档 AC 2MHz—50MHz 1kHz10Hz0.1HzAC 100Hz—2MHz 10Hz 第三档DC 0.01Hz—100Hz(不含100Hz) 0.001Hz 0.001Hz③闸门时间连续可调：可调范围：100ms—10s④精度:基准时间误差×频率±1个字。
<3>.周期测量：可从A、B两端口中的任何一个端口输入，其中A端口测量范围为 0.2us—10s，B端口测量范围为0.2us—0.5ns。
2．输入特性通道A输入灵敏度：“AC”: ≤80mVrms，“DC”: 0.01Hz—1Hz≤500mVrms，1Hz—100Hz≤80mVrms。
数字频率计的设计说明书
数显频率计设计任务书⑴硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计。
⑵软件设计：根据硬件设计完成显示功能要求，完成控制软件的编写与调试；⑶功能要求：用89C51单片机的定时器/计数器的定时和计数功能，外部扩展6 位LED数码管，要求累计每秒进入单片机的外部脉冲个数，用LED数码管显示出来。
目录摘要............................................................................................................ .. (4)1. 绪论............................................................................................................ . (4)2. 设计要求及方案选 (6)1.1 设计要求 (6)1.2 方案选择 (6)3．系统电路设计 (7)3.1 基于单片机的数字频率计的原理 (7)3.2 单片机的概述及引脚说明 (8)3.3 单片机的最小系统 (9)3.4 单片机的定时\计数 (9)3.5 定时器\计数器的四种工作方式 (10)3.6 主要程序段及软件流程图设计 (12)3.6.1 流程图 (12)3.6.2 源程序 (14)结论............................................................................................................ (16)致谢......................................................................................................... .. (17)参考文献................................................................................................................. . (18)附录........................................................................................................... .. (19)摘要频率是电子技术领域中最基本的参数之一，在许多测量方案以及测量结果中都会涉及到频率测量的相关问题，频率精确测量的重要性显而易见。
量程自动转换数字式频率计的设计说明
EDA课程设计（量程自动转换数字式频率的设计）题目：数字频率计的设计学院：_____________班级：_______________学号：—姓名：_______________________指导老师：________________提交时间：____________目录一．设计要求二．设计方案1, 频率计的工作原理2 ，频率计的系统框图三．详细设计1, 4 位十进制计数模块（1）十进制计数器元件cnt10v 的设计（2）计数器的顶层设计（3）分频模块的设计2. 闸门控制模的设计3 ．可自动换挡基准时钟模块的设计4.锁存模块的设计5.译码显示模块的设计与实现七段数码显示译码管的VHDI设计6.频率计电路顶层原理图的设计7 ．实验数据和误差分析四．总结五．参考文献数字频率计的设计摘要: 数字频率计是一种能够测量被测信号频率的数字测量仪器。
它被广泛应用于航天、航空、电子、自动化测量、测控等领域。
本文利用测频原理，设计一个量程自动转换数字式频率计，主要硬件电路由Altera 公司生产的复杂可编程逻辑（CPLD ）EPM7128 构成。
复杂可编程逻辑器件CPLD 芯片EPM7128SLC84-15 完成各种时序逻辑控制、计数功能。
在QUARTUS II 平台上，用VHDL 语言编程完成了CPLD 的软件设计、编译、调试、仿真和下载。
由于本系统采用了先进的EDA 技术，不但大大缩短了开发研制周期，而且使本系统具有结构紧凑、体积小，可靠性高，测频围宽、精度高等优点。
关键词：频率计；可编程逻辑器件；VHDL一、设计要求1. 频率计的测量围为1 MHz ，量程分10 KHz 、100 KHz 和1000 KHz 三档（最大读数分别为9.99 KHz 、99.9 KHz 、999 KHz ）。
2. 要求量程可根据被测量的大小自动转换。
即当计数器溢出时，产生一个换档信号，让整个计数时间减少为原来的1/10，从而实现换档功能。
基于FPGA自适应数字频率计的设计
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基于 *+,- 的系统设计
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数字频率的测频原理和方法
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数字频率测量原理和方法及本系统硬件 框架
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自适应频率计安装调试说明书
自适应数字频率计安装调试说明书负责人：组员：目录一、产品生产 (3)1.1产品特性 (3)二、生产材料清单及说明 (3)2.1 材料清单 (3)2.2 材料说明 (4)三、产品制作流程图 (4)四、调试工具 (4)五、安装顺序 (4)六、调试顺序 (5)七、注意事项 (5)八、产品保管 (6)九、验收标准 (6)十、附件 (6)一、产品生产1.1产品特性本产品名为自适应数字频率计。
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。
数字频率计在测量其他物理量如转速、振动频率等方面也获得广泛应用。
1.2 产品外观产品外观图如下：图1.2-1二、生产材料清单及说明2.1 材料清单原件名称及型号数量（均以最小单位计）STM12C5A60S2 1CD4051 1四位共阴数码管 174HC393 11K排阻 110K 电阻1 12M 晶振1 22pF 瓷片电容 22.2 材料说明本系统中所用的所有原件都为直插原件，系统中的数码管只能用共阴数码管，led 等的颜色没有限定，可根据实践场合或用户爱好选择；系统中用到的六角开关实际只用到其中的一个，所以在生产的时候可用拨码开关代替。
其余材料可根据实际灵活应用。
三、产品制作流程图四、调试工具学生电源、万用表，电烙铁，焊锡丝。
学生电源用于动态调试时使用，即通电后用，万用表在整个调试过程均能用到，电烙铁和焊锡丝用于调试发现错误修改时用。
五、安装顺序画好PCB 图后，一系列过程制作出板子并且打好焊孔后，按如下数序进行安装：（1）对照PCB 图，找到对应的所有电阻的位置，把电阻依次插上，焊接；（2）焊接好电阻后，剪去高出焊盘的管脚；（3）多有电阻焊接好后，依次重复（1）（2）步骤开始放置电容，然后是晶振、按键、 DIP-40底座、数码管、排针，最后放置六角开关，知道所有原件都放置好。
自适应数字频率计教学课题的设计
本 系统 由 脉 冲 输 人 电 路 、 制 电路 （ Ｆ ＧＡ 控 由 Ｐ 构 成 ） 输 出 显 示 电 路 组 成 。控 制 的 核 心 芯 片 是 和 Ｆ ＧＡ， 由两 大 功 能 模 块 组 成 ： 频 率 计 数 模 块 ， Ｐ 它 ① 包含 选通 时 间 控 制 部 分 和 计 数 两 个 部 分 。② 显 示
ｉ ａｓ ｉｃ ｓ ｅ ．Ｔｈ ｒ ｓｐ ｅ ｔ ｆｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｉｉａ ｏ ｉ ｉｃ ｉ ｋ ｏ ｅ ｇ ｎ ｏ ｖ ｄ ｉ ｈ ｒｊ ｃ． ｓ ｌｏ ｄｓ ｕ ｓ ｄ ｅ ｅｉ ｌｎ ｙ ｏ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅ ｄｇｔ ｌ ｇｃｃｒ ｕｔ ｎ ｗｌｄ ｅｉｖ ｌｅ ｎ ｔ ｅｐ ｏｅ ｔ ｌ
计 的 设 计 方 案 。它 以 数 字 电 子 技 术 和 可 编 程 逻 辑 器
量时 需 先 进行 处 理 ， 整形 变 换 成 幅度 为 ５ 的 矩 形 Ｖ
波 。本 文 讨 论 对 矩 形 波 信 号 基 本 测 量 频 率 为
１ ｋ （ 示 四位 十 进 制 数 ） 扩 大 １ ０ Ｈｚ显 和 ｏ倍 量 程 信 号
模 块 。如 图 １ 示 。 所 该 系 统 的 工 作 原 理 是 ： 测 信 号 经 门 控 电 路 整 被 形 生 成 矩 形 波 ， 人 到 控 制 核 心 芯 片 Ｆ ＧＡ 的 计 数 输 Ｐ
自适应数字频率计
成都信息工程学院电子工程学院[电子综合设计]总结报告题目：基于单片机的自适应数字频率计专业：电子信息工程班级：姓名：指导教师：评分：2012年11 月27 日目录一、项目计划 (2)(一)项目分析 (2)(二)方案设计 (3)(三)可行性分析 (4)(四)项目执行计划 (5)1.项目的整体规划52.项目具体流程安排5二、设计说明 (6)(一)各模块硬件电路设计 (6)1.分频和选频电路 (6)2.单片机控制系统63.数码管显示电路74.系统总原理图75.系统PCB图8(二)各模块软件设计 (9)一、项目计划(一)项目分析1.数字频率计的定义数字频率计是采用数字电路制成的实现对周期性变化信号的频率的测量。
2.优点及用途数字频率计是计算机、通信设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
它是一种十进制数字，显示被测量信号频率的数字测量仪器。
它的基本功能是测量正弦信号，方波信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精度高，显示直观，所以经常要用到数字频率计。
(二)方案设计1.设计要求设计一个计频器，该计频器基本能：完成测试输入信号的频率，量程范围1～10MHZ；自动选择最佳分频频段，提高测量精度和范围。
2.设计思路频率测量就是在1S时间内对信号进行计数，计数值就是信号频率的信号频率；用单片机设计数字频率计可以使用单片机的计数器对信号脉冲进行计数，再由单片机取出读数并显示。
因为单片机能够直接采集的信号频率有限，所以要先对信号进行分频，分频后的信号进入单片机采集，再由单片机计算得出信号频率后在自行选出合适的分配数以得到更精确的频率值。
(三)可行性分析1.项目预算1)材料需求：2.技术支持：Protel 99seKeil 4(四)项目执行计划1.项目的整体规划●首先，进行产品整体及实现过程的构思；●然后，分享产品特性，进行资料查阅，设计出产品的基本架构；●绘制出原理图，并根据原理图编写出程序和制作出硬件；●对产品进行调试，校正，确定产品精度，完成产品操作说明书及注意事项。
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自适应数字频率计设计说明书负责人：张赟颍队员：黄蜀宾、熊华竞目录1、项目介绍................................................................................................................................ - 1 -2、制作流程图............................................................................................................................ - 1 -2.1 项目制作流程如下：................................................................................................... - 1 -2.2 项目时间进度安排如下：........................................................................................... - 1 -3、系统功能分析........................................................................................................................ - 2 -3.1 系统的功能模块框图................................................................................................... - 2 -3.2 分频模块....................................................................................................................... - 3 -4.选频模块: ......................................................................................................................... - 5 -5. 控制模块......................................................................................................................... - 7 -6 数码管显示.................................................................................................................... - 13 -7、软件设计.............................................................................................................................. - 13 -7.1 软件流程图................................................................................................................. - 13 -8.软件代码介绍......................................................................................................................... - 14 -9、附件...................................................................................................................................... - 19 -9.1 系统的原理图............................................................................................................. - 19 -系统PCB图...................................................................................................................... - 20 -1、项目介绍本设计为一个自适应频率计，可以自动判别输入周期频率信号频率为1Hz-9999KHz的特性。
输入信号为方波，正向输入峰值5V。
要求用4位数码显示，自动选择最佳频段使能显示最多有效数字并自动移动小数点使显示单位保持为“KHz、项目要求。
2、制作流程图2.1 项目制作流程如下：2.2 项目时间进度安排如下：3、系统功能分析3.1 系统的功能模块框图3.2 分频模块如下图:图4.2分频电路运用了74LS393与CD4051进行,通过393对输入信号进行分频,再通过CD4051对分频数进行选择.由于单片机的计数频率上限较低 12MHz晶振时约为500KHz 所需要对高频被测信号进行硬件欲分频处理 采用74LS393进行分频处理。
74LS393有两套完全相同的4位二进制计数器 因此一片393可实现2分频、4分频、8分频、直到256分频。
其连接方法为 CLK脚接需被分频的信号 MR脚为清零信号 高电平有效 一般直接接地 而Q0 Q1 Q2 Q3脚分别为2 4 8 16.分频输出脚。
74LS393芯片介绍 双四位二进制计数器 异步清零 异步清零端为高电平时 不管时钟1A 2A状态如何 即可以完成清除功能。
当异步清零端为低电平时 在1A、2A脉冲下降沿作用下进行计数操作。
外接管脚如图:真值表对应原图4.选频模块:设计采用74LS393进行分频处理后 需要再用CD4051将输入信号送入核心控制器件单片机中完成运算、控制及其显示功能。
CD4051就是一种单端8通道多路开关 它带有三个输入端A,B,C 和一个禁止输入端INH。
从A,B,C输入的信号来选择8个通道中的一个。
5. 控制模块8位单片机是MSC-51系列产品升级版,有世界著名半导体公司ATMEL在购买MSC-51设计结构后,利用自身优势技术——掉电不丢数据,闪存生产技术对旧技术进行改进和扩展,同时使用新的半导体生产工艺,最终得到成型产品。
与此同时,世界上其他的著名公司也通过基本的51内核,结合公司自身技术进行改进生产,推广一批如51F020等高性能单片机。
AT89S52片内集成256字节程序运行空间、8K字节Flash存储空间,支持最大64K外部存储扩展。
根据不同的运行速度和功耗的要求,时钟频率可以设置在0-33M之间。
片内资源有4组I/O控制端口、3个定时器、8个中断、软件设置低能耗模式、看门狗和断电保护。
可以在4V到5.5V宽电压范围内正常工作。
不断发展的半导体工艺也让该单片机的功耗不断降低。
同时,该单片机支持计算机并口下载,简单的数字芯片就可以制成下载线,仅仅几块钱的价格让该型号单片机畅销10年不衰.根据不同场合的要求,这款单片机提供了多种封装,本次设计根据最小系统有时需要更换单片机的具体情况使用双列直插DIP-40的封装。
复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运行的基本模块。
复位电路通常分为两种上电复位和手动复位.本次设计选用上电位. 如图::高频率的时钟有利于程序更快的运行 也有可以实现更高的信号采样率 从而实现更多的功能。
但是告诉对系统要求较高 而且功耗大 运行环境苛刻。
考虑到单片机本身用在控制 并非高速信号采样处理 所以选取合适的频率即可。
合适频率的晶振对于选频信号强度准确度都有好处 本次设计选取12MHz无源晶振接入XTAL1和XTAL2引脚。
并联2个20pF陶瓷电容帮助起振。
晶振电路:单片机:引脚功能说明VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O 口。
作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。
在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。
此时，P0口内部上拉电阻有效。
在Flash ROM 编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。
验证时，要求外接上拉电阻。
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。
P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流（错误！未找到引用源。
）。
此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体参见下表：在对Flash ROM编程和程序校验时，P1接收低8位地址。
表XX P1.0和P1.1引脚复用功能P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。
P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（错误！未找到引用源。
）。
在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX @DPTR”指令）时，P2送出高8位地址。
在访问8位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX @R1”指令）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。
在对Flash ROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。
P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。