电子频率计课程设计资料报告材料

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电子频率计报告详解

电子频率计报告详解

数字频率计一丶设计基本要求:(1)能够测试外部输入频率10~2000HZ范围的方波信号(2)将测试的数据在显示终端上进行显示(3)可以设定检测频率值,当输入的频率符合设定值可以出现声光提示(4)要求精度在0.2HZ二、方案设计与论证方案一:本方案主要以单片机为核心,利用单片机的计数定时功能来实现频率的技术并且利用单片机的动态扫描法把测出的数据送到数字显示电路显示。

其原理框图如图1.1所示:图1.1 原理框图根据所要实现的功能,先在Proteus软件上仿真。

根据所选用的硬件可以将整个软件设计分为若干子程序,有初始化、查询时间、发送指令、读取数据、显示温度等构成,可将以上子程序分别设计,实现各自的功能,再在子程序中调用,就可以实现预期的目标。

在Proteus软件里画出相应的电路图,将编写好的程序的编译后的文件下载到Proteus电路图的单片机里,进行仿真,对频率计设置不同的参数,看是否达到了我们设计所要求的目标,如果不符合要求,需要检查程序算法和硬件连接是否有误。

若仿真成功,就按照电路图焊接硬件。

方案二:本方案主要以数字器件为核心,主要分为时基电路,逻辑控制电路,放大整形电路,闸门电路,计数电路,锁存电路,译码显示电路七大部分。

其原理框图如图2.2所示:图2.2 方案二原理框图方案的论证:方案一:本方案主要以单片机为核心,利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。

编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程,并把测出的频率数据送到显示电路显示。

方案二:本方案使用大量的数字器件,被测信号经放大整形电路编程计数器所要求的脉冲信号,其高电平持续时间1s,当1s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1s信号结束闸门关闭,停止计数。

若在闸门时间1s内计数器件的脉冲个数为N。

则被测信号频率Fx=NHz。

逻辑控制电路的作用有两个:一是产生脉冲,是显示器上的数字稳定:二十产生轻灵脉冲,是计数器每次测量从零开始技术。

电子技术设计报告频率计

电子技术设计报告频率计

电子技术设计报告频率计引言频率计是一种广泛使用的电子设备,它可以测量电子设备中信号的频率。

频率计广泛应用于各种领域,包括无线通信、音频、雷达、测量和控制等领域。

本文将介绍一种电子技术设计报告频率计,包括其原理、设计步骤、测试和评估。

原理频率计的基本原理是计算输入信号的周期,然后通过周期计算频率。

为了计算周期,频率计使用一个计数器,并将其与输入信号同步。

当输入信号的一个完整周期结束时,计数器将计数器加1。

通过频率计算器和计算时间,可以计算出输入信号的频率。

设计步骤1. 选择信号源:频率计需要一个信号源,该信号源可以是一个放大器、一个信号发生器或一个电路板的特定部分。

选择的信号源应该产生一个稳定的、固定频率的信号。

2. 选择计数器:根据所测量的频率范围选择计数器类型。

如果需要测量高频,可以选择快速计数器,而对于低频测量,则应选择慢速计数器。

3. 选择计数器时基:选择计数器的时基可以是信号源的参考时钟、一个晶体时钟或一个精密时基。

4. 选择显示器:频率计需要一个显示器来显示测量结果。

可以选择数字或模拟显示器,也可以选择通过计算机软件实现的图形显示器。

5. 设计频率计电路:根据选择的组件和设计要求,设计频率计电路。

6. 构建电路:将设计好的电路板组装到一个适当的机箱中,并进行初始测试。

确保电路板工作正常,并且测量结果准确。

测试和评估1. 实际测量:使用测量仪器测量信号源的频率,并将其与频率计测量的结果进行比较。

确保频率计的测量误差在合理范围内。

2. 稳定性测试:通过让信号源的频率变化来测试频率计的稳定性。

确保频率计以稳定和准确的方式测量变化的频率。

3. 精度测试:使用一个校准信号源来测试频率计的精度。

确保频率计测量的频率与校准信号源产生的频率误差在合理范围内。

总结本文介绍了一种电子技术设计报告频率计,包括其原理、设计步骤、测试和评估。

频率计是一种广泛使用的电子设备,用于测量电子设备中信号的频率。

通过选择适当的信号源、计数器和显示器以及设计频率计电路,可以构建一个稳定准确的频率计。

频率计课程设计报告

频率计课程设计报告

《自动化专业综合课程设计1》课程设计报告题目:数字式频率计的设计院(系):机电与自动化学院专业班级:自动化1005学生姓名:乾龙学号:20101184218指导教师:段丽娜2013年6月17日至2013年7月3日华中科技大学武昌分校目录1.课程设计目的 12.课程设计要求 13.课程设计内容 1 3.1系统的主要模块 2 3.2 各模块的源程序、模块图和波形仿真 3 3.2.1控制模块 3 3.2.2 计数器模块 4 3.2.3 锁存器模块 6 3.2.4 显示模块 7 3.2.5 连接模块 93.3顶层文件 114.1 实验板接线和实验现象 12 总结 12 参考文献 141 课程设计目的(1)巩固和加深对《EDA技术及应用》及《数字电子技术》基本知识的理解,提高学生综合运用本课程所学知识的能力;(2)培养学生根据课题需要选学参考书籍、查阅手册、图表和文献资料的自学能力;通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己分析解决问题的方法;(3)以学生的动手为主要内容,培养学生系统软、硬件设计、调试的基本思路、方法和技巧,并能熟练使用集成软件QuartusⅡ进行有关电路设计与分析;(4)掌握FPGA器件的正确使用方法,提高学生动手能力,能在教师指导下,完成课程任务;(5)了解与课题有关的电路以及所用的FPGA集成块的引脚和技术参数规范,学会按课程设计任务的要求编写设计总结,能正确反映设计和实验成果,能正确绘制电路图并上机调试出结果;(6)培养严肃认真的工作作风和科学态度。

通过课程设计实践,帮助学生逐步建立正确的生产观念、工程观念和全局观点。

2 课程设计要求在QuartusII软件中新建原理图文件,编译,仿真,锁定管脚并下载到目标芯片。

将被测信号fx输入到系统,数码管将会显示被测信号频率。

(1) 根据设计要求, 设计系统的原理框图,说明系统中各主要组成部分的功能;(2) 在QuartusII软件中,编写各个模块VHDL源程序;并上机调试通过;(3) 根据软件编好用于系统仿真的测试文件;(4) 编好用于硬件验证的管脚锁定文件;(5) 记录系统各个模块仿真结果;(6) 记录调试过程中出现的问题及解决办法。

电子行业-电子技术设计报告频率计 精品

电子行业-电子技术设计报告频率计 精品

课程设计任务书题目简易数字频率计设计系(部) 信息工程系专业电气工程及自动化班级电气093学生姓名学号6 月20 日至 6 月24 日共 1 周指导教师(签字)系主任(签字)20XX年月日3.电子元器件的选用74LS90十进制计数器×4,74LS47显示译码器×4,七段显示器×4,74LS273八位锁存器×2,555时基电路×1,4017分频器×4,电阻、电容若干。

4.电路原理图的设计各模块原理图:计数器原理图计数器时序波形555时基电路连成多谐振荡器由555直接产生的始终脉冲分频后产生50Hz和0.5Hz标准时钟分频时序波形带锁存器的计数显示模块在控制时钟的下降沿计数器清零,计数时间开始;在控制时钟的上升沿锁存器锁存,开始显示数据;当控制时钟的下降沿再次来临锁存器仍处于锁存状态,而计数器从零再次计数……如果数据有变化,则在控制始终的上升沿更新数据。

总体原理图:测量1kHz时序图:5.参数计算分析在设计多谐振荡器时,需要产生5000Hz的方波,由公式:得错误!未找到引用源。

=2800Ω但仿真过程中经过自习调试发现,将错误!未找到引用源。

设为9.144kΩ、将错误!未找到引用源。

设为9.13kΩ、C为0.01μF,则射出为5000Hz的方波。

5.仿真分析由于仿真速度的数量级是自动靠近最高频率速度的,所以当电路中有较高频率(如:1kHz)则仿真速度为每秒对应ms数量级,也就是说要测试的频率信号,需要用一秒钟计数的话仿真要等待至少几分钟的时间。

所以仿真时测量kHz数量级的频率最为理想。

四、进程安排教学内容学时地点备注学习讲解1天图书馆、实验室弄清总体思路资料查阅与学习,讨论1天图书馆、实验室选取元器件分散设计2天实验室实现各功能模块成果验收1天实验室总体调试。

电子频率计课程设计

电子频率计课程设计

电子频率计 课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电子频率计的基本工作原理和功能用途;2. 掌握电子频率计的电路组成和各部分作用;3. 学会使用电子频率计进行频率测量,并能正确读取数据。

技能目标:1. 能够运用所学知识,组装简单的电子频率计电路;2. 培养学生动手操作、观察和解决问题的能力;3. 提高学生运用电子频率计进行实验数据采集和处理的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术学科的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队协作意识,提高合作能力;3. 增强学生的创新意识,鼓励学生在实践中提出新思路和解决方案。

课程性质:本课程为电子技术学科实验课程,结合理论知识,注重实践操作。

学生特点:学生处于初中年级,具有一定的电子技术基础知识和实验操作能力。

教学要求:教师需引导学生主动参与实验,关注学生个体差异,鼓励学生提出问题、解决问题,注重培养学生的实践能力和创新精神。

通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际操作中,提高综合运用能力。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 理论知识学习:- 电子频率计的基本原理与功能;- 电路组成及各部分的作用,包括:信号发生器、计数器、显示部分等;- 频率测量方法及注意事项。

2. 实践操作环节:- 电子频率计的组装与调试;- 使用电子频率计进行频率测量实验;- 数据采集与处理。

3. 教学大纲与教材关联:- 教学大纲依据课程目标,结合教材第X章内容进行设计;- 教学进度安排:第1课时,学习理论知识;第2课时,实践操作;第3课时,总结与讨论;- 教材章节内容列举:a. 电子频率计的基本原理与功能(教材第X章第X节);b. 电路组成及各部分作用(教材第X章第X节);c. 频率测量方法及实验操作(教材第X章第X节)。

教学内容旨在确保学生掌握电子频率计的基本知识,培养实验操作能力,并通过实际操作进一步巩固所学知识。

同时,注重教学内容与教材的关联性,使学生在学习过程中能够形成完整的知识体系。

电子线路课程设计报告-数字频率计

电子线路课程设计报告-数字频率计

课程设计课题:数字频率计指导老师:设计组员:时间:【课题名称】:数字频率计【课题名称任务及要求】:数字频率计用于测量正弦信号,矩形信号等波形的频率,其概念是单位时间里的脉冲个数,如果用一个定时时间T控制一个闸门电路,时间T内闸门打开,让被测信号通过而进入计数译码,可得到被测信号的频率fx=N/T,若T=1秒,则fx=N.设计要求:1.基本部分(1)被测信号的频率范围为1HZ-100KHZ,分成两个频段,即1HZ-999HZ,1-100KHZ.(2)具有自检功能,即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度。

(3)用3为数码管显示测量数据,测量误差小于10%。

2.发挥部分(1)用发光二极管表示单位,当绿灯亮时表示HZ,红灯亮时表示KHZ。

(2)具有超量程报警功能,在超出当前量程挡的测量范围时,发出红光和音响信号。

(3)测量误差小于5%。

(4)其它.【指导老师】:张龙滨老师【课题组成员】:陈仪发、刘甲海、袁其银(按姓氏笔画排序)【成员分工】:【课题计划】:【内容摘要】:本数字频率计主要应用2个EN555分别构成时钟电路,整形电路,7809稳压电源电路CD4017分频3片CD40110计数锁存译码,3个7断数码显示器。

【作品设计】:将电路分成十大模块,即整形电路,电源电路,时钟电路,10进制分频电路,闸门电路,控制电路,计数/锁存/译码电路,显示电路。

电路方框图如下:正弦波数字频率计原理框图一、单元电路的设计: (1)电源电路平使CD4017清零,Q1、Q2、Q3Q4端全变为低电平CD4017的输出端出现的瞬时高电平信号通过二极管D4加到CD40110(1-3)的清零端R使计数器及数显清零,以便从新计数当开关打到1S档时频率计的检测周期为4S 每检测一次计数累积时间为1S数据保持为2S清零后又保持约1S,当开关打到0.001S 档时由于检测周期很短所以数显一值显示被检测结果。

.当开关打至0。

1档,计数为999HZ时,再来一个脉冲,则A6的进位输出一个高电平送入报警电路从而实现起量程报警同时送入40110的清0端计数清0及数量清0当开关打至0.001s档时当计数至1..KHZ时,再来一个脉冲则A940110的a、b输入高电平A5、A2、A4、A1 打开,从而实现100KHZ超量程报警。

电子频率计课程设计

电子频率计课程设计

电子频率计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电子频率计的基本原理,掌握其组成部分及功能。

2. 学生能运用所学知识,分析电子频率计的电路图,并阐述其工作过程。

3. 学生了解频率的概念,掌握频率的计算方法。

技能目标:1. 学生能独立完成电子频率计的组装和调试,提高动手实践能力。

2. 学生能运用电子频率计进行频率测量,并准确读取测量结果。

3. 学生能通过实际操作,培养问题分析和解决问题的能力。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,激发创新精神和实践欲望。

2. 学生在学习过程中,养成合作、分享、尊重他人意见的良好品质。

3. 学生意识到电子技术在日常生活和工业生产中的应用价值,增强社会责任感。

本课程针对高中电子技术课程,结合学生年龄特点和认知水平,注重理论联系实际,提高学生的实践操作能力。

通过本课程的学习,使学生能够掌握电子频率计的相关知识,培养实际应用能力,同时培养积极的学习态度和价值观。

课程目标具体、可衡量,便于教学设计和评估。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 理论知识:- 频率概念及其单位- 电子频率计的原理与分类- 电子频率计的组成部分及其功能- 频率计算方法2. 实践操作:- 电子频率计电路图的识别与分析- 电子频率计的组装与调试- 频率测量方法及注意事项- 测量结果的读取与处理3. 应用拓展:- 电子频率计在实际应用中的案例介绍- 电子频率计在日常生活和工业生产中的应用- 创新设计与改进方向教学内容依据课程目标,结合教材相关章节进行安排。

教学进度分为三个阶段:- 第一阶段:理论知识学习,使学生掌握基本概念和原理。

- 第二阶段:实践操作,提高学生的动手能力,巩固理论知识。

- 第三阶段:应用拓展,激发学生创新意识,培养实际应用能力。

教学内容具有科学性和系统性,旨在帮助学生全面掌握电子频率计的相关知识,培养实际操作技能,并激发学生的学习兴趣。

三、教学方法针对本章节内容,采用以下多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:教师通过生动的语言和形象的表达,为学生讲解电子频率计的基本概念、原理和计算方法。

频率计课程设计报告

频率计课程设计报告

频率计课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解频率计的基本概念,掌握频率计的使用方法。

2. 学会运用频率计进行简单的数据收集、统计和分析。

3. 掌握频率分布表的制作方法,并能运用其进行数据处理。

技能目标:1. 能够正确操作频率计,进行实际数据的收集。

2. 培养学生运用频率分布表进行数据处理的能力,提高数据分析技能。

3. 培养学生的观察能力、动手能力和团队合作能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对数据科学的兴趣,激发学生探索科学规律的欲望。

2. 培养学生严谨、细致的科学态度,养成认真观察、记录数据的良好习惯。

3. 增强学生的团队协作意识,培养学生在团队合作中互相尊重、共同进步的精神。

课程性质分析:本课程为初中物理与数学相结合的实践课程,通过实际操作频率计,让学生在实践中学习数据收集、统计和分析的方法。

学生特点分析:初中生好奇心强,动手能力强,但注意力容易分散,需要通过实际操作和有趣的教学活动来激发学习兴趣。

教学要求:1. 教师应注重理论与实践相结合,让学生在实际操作中掌握知识。

2. 教学过程中要关注学生的个体差异,给予每个学生充分的指导和鼓励。

3. 创设有趣的教学情境,激发学生的学习兴趣,提高课堂参与度。

二、教学内容1. 频率计基础知识:介绍频率计的定义、原理和功能,使学生理解频率计在数据收集与分析中的应用。

- 教材章节:第三章第二节《数据的收集与处理》2. 频率计的操作方法:讲解频率计的正确使用步骤,指导学生进行实际操作。

- 教材章节:第三章第三节《频率计的使用》3. 数据收集与统计:指导学生运用频率计进行实际数据收集,学会制作频率分布表。

- 教材章节:第三章第四节《数据的整理与表示》4. 数据分析与应用:通过对收集到的数据进行分析,引导学生发现数据背后的规律。

- 教材章节:第三章第五节《数据分析与应用》教学安排与进度:第一课时:频率计基础知识学习,了解频率计的原理和功能。

第二课时:学习频率计的操作方法,并进行实际操作练习。

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物理与电子工程学院课程设计题目:简易频率计专业班级学号学生指导教师数字频率计数器摘要电子工程师经常需要测量频率、时间间隔、相位和对事件计数,精确的测量离不开频率计数器或它的同类产品,如电子计数器和时间间隔分析仪。

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的周期个数为N时,则被测信号的频率f=N/T。

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,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。

衡量频率计数器主要指标是测量围、测量功能、精度和稳定性,这些也是决定价格高低的主要依据。

关键词:频率计;数码管;锁存器;计数器;定时器目录1课程设计目的 (1)2课程设计的指标 (1)3课程设计报告容 (1)3.1设计方案的选定与说明 (1)3.1.1方案的设计与论证 (2)3.2论述方案各部分工作原理 (3)3.2.1时基电路 (3)3.2.2计数器 (5)3.2.3锁存器 (6)3.3设计方案的图表 (7)3.3.1设计原理图 (7)3.4编写设计说明书 (8)3.4.1设计说明 (8)3.4.2性能技术指标与分析 (9)4仿真结果 (10)5总结 (11)参考文献 (12)附录 (13)附录A 元器件清单 (13)附录B 设计电路 (13)1课程设计目的1)掌握中、小规模集成电路设计与制作的方法。

2)进一步培养学生对数字电路的综合应用能力和设计能力。

3)熟悉并掌握Multisim软件。

4)通过查阅手册和文献资料,培养独立分析和解决实际问题的能力。

2课程设计的指标频率计技术指标:频率测量围:1~9999Hz输入电压幅度:300mV~3V输入信号波形:任意周期信号显示位数: 4位电源: 5V3课程设计报告容3.1设计方案的选定与说明数字频率计是一种用数字显示的频率测量仪表,它不仅可以测量正弦信号、方波信号和尖脉冲信号的频率,而且还能对其他多种物理量的变化频率进行测量,诸如机械振动次数,物体转动速度,明暗变化的闪光次数,单位时间里经过传送带的产品数量等等,这些物理量的变化情况可以有关传感器先转变成周期变化的信号,然后用数字频率计测量单位时间变化次数,再用数码显示出来。

3.1.1方案的设计与论证交流电信号或脉冲信号的频率是指单位时间产生的电振动的次数或脉冲个数。

用数学模型可表示为:Nf=t式中f——频率。

N——电振动次数或脉冲数。

t——产生N次电振动或脉冲所需要的时间。

首先必须把各种被测信号通过放大整形电路,使其成为规矩的数字信号,以便于计数器计数。

实现频率测量的另一必备环节是时基电路。

所谓时基电路,就是产生时间标准信号的电路装置。

通常要求精确稳定,所以采用1MHz或5MHz石英晶体振荡器做成标准时间信号发生器。

一般计数器则采用十位计数器,N进制的计数器也就是N分频器,其N进位信号也可作为N分频信号。

如图3.1所示为数字频率计系统原理总框图,被测量信号经过放大与整形电路传入十进制计数器,变成其所要求的信号,此时数字频率计与被测信号的频率相同,时基电路提供标准时间基准信号,此时利用所获得的基准信号来触发控制电路,进而得到一定宽度的闸门信号,当1s信号传入时,闸门开通,被测量的脉冲信号通过闸门,其计数器开始计数,当1s信号结束时闸门关闭,停止计数。

根据公式得被测信号的频率f=NHz。

图3.1 数字频率计数器原理框图逻辑控制电路的一个重要的作用是在每次采样后还要封锁主控门和时基信号输入,使计数器显示的数字停留一段时间,以便观测和读取数据。

简而言之,控制电路的任务就是打开主控门计数,关上主控门显示,然后清零,这个过程不断重复进行。

控制电路如图3.2所示:图3.2 逻辑控制电路3.2论述方案各部分工作原理3.2.1时基电路为了获得较为稳定的时间基准信号,以便准确的控制主控门的开启时间,其电路见图3.3所示:图3.3 时基电路本设计采取用555定时器组成的多谐振荡器如图3.3所示。

接通电源后,电容被充电,当C v 上升到32CCV 时,使O v 为低电平,同时放电三极管T 导通,此时电容C 通过2R 和T 放电,C v 下降。

当C v 下降到3CCV 时,O v 翻转为高电平。

电容器C 放电所需的时间为C R C R t pL 227.02ln ≈=当放电结束时,T 截止,CC V 将通过1R 、2R 向电容C 充电,C v 由3CCV 上升到32CCV 所需的时间为 C R R C R R t pH )(7.02ln )(2121+≈+=当C v 上升到32CCV 时,电路又翻转为低电平。

如此周而复始,于是在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。

其振荡频率为CR R t t f pH pL)2(43.1121+≈+=3.2.2 计数器图3.4计数器为了提高计数速度,可采用同步四位十进制计数器。

其特点是计数脉冲作为时钟信号同时接于各位触发器的时钟脉冲输入端,在每次时钟脉冲沿到来之前,根据当前计数器状态,利用逻辑控制电路,准备好适当的条件。

当计数脉冲沿到来时,所有应翻转的触发器同时翻转,同时也使用所有应保持原状的触发器不该变状态。

由于频率计的测量围10~9999Hz,因此采用十进制计数器74LS160,它不仅可用于对脉冲进行计数,还可用于分频;此电路则需分频,N位进制计数器就是N分频器。

被测信号由闸门开通送入计数器,记录所测信号频率值传入译码显示电路中,显示器显示测得频率值;待闸门关闭,计数器停止工作;电路则继续工作进行下次循环,计数器清零,显示器数值消失,频率计完成一次测量。

数字频率计测周期基本原理如图3.6所示图3.5数字频率计测周期基本原理图当被测信号的频率较低时,采用直接测频方法由量程误差一起的测量误差太大,为了提高测低频时的准确度,应先测周期X T ,然后计算Xx T f 1=。

被测信号经过放大整形电路变成方波,加到门控电路产生闸门信号,如ms T X 10=,则闸门打开的时间也为10ms ,在此期间,周期为S T 的标准脉冲通过闸门进入计数器计数。

以上分析可见,频率计测周期的基本原理正好与测频相反,即被测信号用来控制闸门电路的开通与关闭,标准时基信号作为计数脉冲。

3.2.3 锁存器锁存器是构成各种时序电路的存储单元电路,其具有0和1两种稳定状态,一旦状态被确定,就能自行保持,锁存器是一种脉冲电平敏感的存储单元电路,它们可以在特定输入脉冲电平作用下改变状态。

在确定的时间计数器的技术结果必须经锁定后才能获得稳定的显示值。

锁存器的作用是通过触发脉冲控制,将测量的数据寄存起来,送入译码显示器。

锁存器可以采用一般的8位并行输入寄存器。

此电路采用74LS373锁存器,其作用是将计数器在1s 结束时锁记得的数进行锁存,使显示器上能稳定地显示此时计数器的值。

当1s 计数结束时,通过逻辑电路产生信号送入锁存器,将此时计数的值送入译码显示器。

选用两个8位锁存器74LS373可以完成上计数功能。

当时钟脉冲CP的正跳变来到时,锁存器的输入等于输入,即Q=D,从而将计数器的输出值送到锁存器的输出端正脉冲结束后,无论D为何值,输出端Q的状态仍保持原来的状态的Q 不变。

所以在计数期间,计数器的输出不会送到译码显示器。

图3.6锁存器和数码管3.3设计方案的图表3.3.1设计原理图根据系统框图,方案论证,设计数字频率计系统原理图如下图3.8所示。

在多谐振荡器中,电路从暂稳态过渡带另一个状态,其“触发”信号是由电路部电容充(放)电提供的,因此无需外部触发脉冲。

暂稳态持续的时间是脉冲电路的主要参数,它与电路的阻容原件取值有关。

电路中RC电路充、放电过程对相应门输入电平的影响是分析电路的关键。

图中根据课题要求,电路采用555定时器组成的多谐振荡器,为获得较为稳定的时间基准信号,用来准确的控制主控门的开启时间。

计数器是最常用的时序电路之一,计数器的种类不胜枚举,按触发器动作分类,可分为同步计数器和异步计数器;按计数数值增减分类,可分为加计数器、减计数器和可逆计数器;按编码分类,又可分为二进制码计数器、BCD码技术区、循环码计数器。

此设计采用十进制计数器进行计数。

通过时基选择开关,将所选用的时基信号作为控制电路的触发信号(用8位寄存器,实际上就是触发器构成的计数器,它可以循环位移一个1电平,也可以循环位移一个0电平),再将信号传入逻辑控制电路中,控制电路输出接往主控门,该输出端仅在所选时间基准维持高电平,使主控门开启,被测信号在采样时间通过主控门,进入十进制计数器计数,计数器数值由数字显示器在数字频率计面板上显示出来。

此即为所测信号之频率值。

图3.8 数字频率计原理图3.4编写设计说明书3.4.1设计说明(1)接通电源后,用示波器观察时基电路的输出波形,其中t1=1s,t2=0.25s,否则重新调节时基电路中的R1 和R2,使其满足要求,然后,改变示波器的扫描速率旋钮,观察波形。

其真值表如下表3.9所示表3.1 74LS123真值表(2)将3计数器74LS160部接低电平,锁存器74LS373都接时钟脉冲,有各位计数器的引脚加入计数脉冲,检查4位锁存,译码,显示器的工作是否正常。

(3)有放大电路输入端加入KHz f 1=,V V 1=的正弦信号,用示波器观察放大电路和整形电路的输出波形,应为与被测信号同频率的脉冲波,显示器上的读数应为1000Hz 。

3.4.2 性能技术指标与分析 (1)频率准确度一般用相对误差来表示,即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+±=∆cc xx x f f Tf f f 1 式中NN N Tf x 11±=∆=为量化误差(即±1个字误差),是数字仪器所特有的误差,当闸门时间T 选定后,x f 越低,量化误差越大;TTf f c c ∆=∆为闸门时间相对误差,主要由时基电路标准频率的准确度决定,xc c Tf f f 1〈〈∆。

(2)频率测量围及各电路的测试在输入电压符合规定要求值时,能正常进行测量的频率区间称为频率测量围。

频率测量围主要由放大整形电路的频率响应决定。

①时基电路测试:在通直流时,用示波器测555电路引脚和输出波形图,引脚的波形应如图3.2所示波形II,调节电位器RP,使t1=1s,t2=0.25s,引脚的输出波形应为电容不断充放电的过程。

③放大与整形电路的测试:有放大电路的输入端加正弦小信号,用示波器观察输出端,可以观察到信号幅度被放大,经整形电路后,在输出端可以观察到矩形波信号。

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