电子课程设计_简易数字频率计的设计
电子技术课程设计(数字频率计的设计)
一课程设计题目：数字频率计的设计二、功能要求（1）主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲等周期信号的频率值。
（2）率范围：分四1Hz~999Hz、01kHz~9.99kHz、1kHz~99.9kHz、10~999KHZ(3)周期范围：1ms~1s。
（4）用3个发光二极管表示单位，分别对应3个高档位。
三频率计设计原理框图正弦波数字频率计原理框图1测试电路原理：在测试电路中设置一个闸门产生电路，用于产生脉冲宽度为1s 的闸门信号。
改闸门信号控制闸门电路的导通与开断。
让被测信号送入闸门电路，当1s闸门脉冲到来时闸门导通，被测信号通过闸门并到达后面的计数电路（计数电路用以计算被测输入信号的周期数），当1s闸门结束时，闸门再次关闭，此时计数器记录的周期个数为1s内被测信号的周期个数，即为被测信号的频率。
测量频率的误差与闸门信号的精度直接相关。
被测信号频率测量算法对应的方框图四、各部分电路及仿真1 整形电路部分整形电路的目的是将三角波、正弦波变成方便计数的脉冲信号。
整形电路可以直接用555定时器构成施密特触发。
本次设计采用555定时器，适当连接若干个电阻就可以构成触发器图1-1 整形电路将555定时器的THR和TR1两个输入端连在一起作为信号输入端，则可得到显示电路闸门产生输入电路闸门计数电路施密特触发器，为了提高其稳定性通常要在要在CON端口接入一个0.01uf左右的滤波电容。
但使用555定时器的时候输入的电压应该要大于5V，本次设计直接用信号源来做输入信号，并且信号源的振幅为10V，没有用放大电路将信号放大。
2 时基电路时基电路时用来控制闸门信号选通的时间，由于本次设计的频率计测试范围是0到999KHz，故时基信号要有1ms 10ms 100ms 1s，基于上述，还需要一个分频器分出不同的频率。
设计过程如下：可用一个多谐振电路产生频率为1KHz的脉冲信号（即T=1ms），然后使用分频器产生10ms 100ms 1s。
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。
简易频率计的设计课程设计
简易频率计的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握频率的概念，了解频率在电子技术中的应用。
2. 学习简易频率计的设计原理，掌握相关电子元件的功能和连接方式。
3. 掌握简易频率计的电路图绘制方法，理解电路工作原理。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建一个简易频率计电路。
2. 学会使用相关测量工具和仪器，对简易频率计进行调试和优化。
3. 提高动手实践能力，培养解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识。
2. 培养学生团队合作精神，学会分享和交流。
3. 增强学生环保意识，养成爱护电子设备的好习惯。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术基础知识，设计简易频率计课程。
通过本课程的学习，学生能够掌握频率相关知识，提高动手实践能力，培养创新意识和团队合作精神。
课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养符合时代需求的技能型人才。
二、教学内容1. 频率概念及其应用：介绍频率的定义、单位，频率在电子技术中的应用。
相关教材章节：第一章第三节“频率与周期”2. 简易频率计设计原理：讲解简易频率计的工作原理，分析电路中各元件的作用。
相关教材章节：第二章第五节“简易频率计的设计与应用”3. 电子元件及电路连接：学习常用电子元件的功能、符号及使用方法，掌握电路连接技巧。
相关教材章节：第二章第一节“常用电子元件”和第二节“电路的连接方法”4. 简易频率计电路图绘制：学习电路图的绘制方法，根据设计原理绘制简易频率计电路图。
相关教材章节：第二章第四节“电路图的绘制”5. 电路搭建与调试：动手搭建简易频率计电路，使用测量工具进行调试，优化电路性能。
相关教材章节：第三章第二节“电路搭建与调试方法”6. 实践操作与总结：分组进行实践操作，交流心得体会，总结课程所学内容。
相关教材章节：第三章第三节“实践操作与总结”教学内容安排和进度：第一课时：频率概念及其应用，简易频率计设计原理第二课时：电子元件及电路连接，简易频率计电路图绘制第三课时：电路搭建与调试，实践操作与总结教学内容科学系统，注重理论与实践相结合，旨在帮助学生掌握简易频率计的设计与应用，培养动手实践能力和创新意识。
电子课程设计简单频率计
电子课程设计简单频率计一、教学目标本课程旨在通过学习电子课程设计简单频率计，让学生掌握基本的电子电路知识，培养学生运用科学的方法和技能进行电子设计与制作的实践能力。
同时，通过课程的学习，使学生认识到电子技术在现代社会中的广泛应用，培养学生的创新精神和团队合作意识。
具体的教学目标如下：1.了解频率计的基本原理和结构；2.掌握常用的电子元器件的功能和用途；3.学习简单的电子电路设计方法。
4.能够运用万用表、示波器等仪器进行电子电路的测试；5.能够根据设计要求，选用合适的元器件，进行简单的电子电路设计与制作；6.能够对电子电路进行调试和故障排除。
情感态度价值观目标：1.培养学生对电子技术的兴趣和好奇心，激发学生的学习热情；2.培养学生团队合作、积极探究的科学精神；3.使学生认识到电子技术在现代社会中的重要性，增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.频率计的基本原理和结构；2.常用的电子元器件的功能和用途；3.简单的电子电路设计方法；4.电子电路的制作与调试技巧。
具体的教学安排如下：第一课时：介绍频率计的基本原理和结构；第二课时：学习常用的电子元器件的功能和用途；第三课时：学习简单的电子电路设计方法；第四课时：进行电子电路的制作与调试实践。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括：1.讲授法：讲解频率计的基本原理和结构，电子元器件的功能和用途，以及电子电路的设计方法；2.实验法：通过实际操作，让学生掌握电子电路的制作和调试技巧；3.小组讨论法：引导学生进行团队合作，共同探讨和解决问题。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《电子技术基础》；2.参考书：电子元器件手册、电子电路设计手册等；3.多媒体资料：电子电路原理图、实验操作视频等；4.实验设备：电子实验板、万用表、示波器等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评价方式，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
简易频率计设计(数电课设)
简易频率计设计1、设计目的综合运用数字电子技术相关知识设计具有指定用途的数字电路，学会由分立器件与集成电路组成电子电路的方法。
2、设计任务设计一简易频率计，要求如下：（1）频率测量范围：0—99Hz（2）输入电压幅度：300mv～5v（3）输入信号波形：方波、正弦波、三角波等周期信号（4）显示位数：2位3、设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；（3）对设计的电路进行仿真，验证各性能指标；（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告，并完成答辩。
4、参考资料（l）李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，2005（2）高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004（3）谢云等编著. 现代电子技术实践课程指导. 北京：机械工业出版社，2003目录一、设计方案的选择（原理） (3)二、电路设计计算与分析 (4)1.单元模块的设计 (4)（1）整形电路 (4)（2）时基电路 (6)（3）计数电路 (8)（4）锁存电路 (9)（5）译码显示电路 (9)2.电路中集成器件 (10)（1）555定时器 (11)（2）74HC160 (12)（3）74HC373 (13)（4）74LS48 (13)3.电路参数分析 (15)三、总结及心得 (16)四、附录： (17)五、参考文献 (19)一、设计方案的选择（原理）运用555定时器构成的多谐振荡器电路，使其产生时钟脉冲，即为有一定频率或周期的方波信号，再使用一个555定时器构成的施密特电路对待测波形进行调整，无论待测信号为方波、三角波还是正弦波都可以调成同一周期的方波信号，然后用一个与门将两个555产生的不同方波连接起来再与两个计数器连接，目的是为了当计数器在多谐震荡器输出一秒的高电平的情况下使计数器正确计数一秒内待测信号的高电平出现数目。
简易数字频率计(数字电路课程设计)
数字电路课程设计报告1)设计题目简易数字频率计2)设计任务和要求要求设计一个简易的数字频率计，测量给定信号的频率，并用十进制数字显示，具体指标为：1)测量范围：1H Z—9.999K H Z，闸门时间1s；10 H Z—99.99K H Z，闸门时间0.1s；100 H Z—999.9K H Z，闸门时间10ms；1 K H Z—9999K H Z，闸门时间1ms；2)显示方式：四位十进制数3)当被测信号的频率超出测量范围时,报警.3)原理电路和程序设计：（1）整体电路数显式频率计电路（2）单元电路设计；（a）时基电路信号号(b)放大逻辑电路信号通信号(c)计数、译码、驱动电路号（3）说明电路工作原理;四位数字式频率计是由一个CD4017（包含一个计数器和一个译码器）组成逻辑电路，一个555组成时基电路，一个9014形成放大电路，四个CD40110（在图中是由四个74LS48、四个74LS194、四个74LS90组成）及数码管组成。
两个CD40110串联成一个四位数的十进制计数器，与非门U1A、U1B构成计数脉冲输入电路。
当被测信号从U1A输入，经过U1A、U1B两级反相和整形后加至计数器U13的CP+，通过计数器的运算转换，将输入脉冲数转换为相应的数码显示笔段，通过数码管显示出来，范围是1—9。
当输入第十个脉冲，就通过CO输入下一个CD40110的CP+，所以此四位计数器范围为1—9999。
其中U1A与非门是一个能够控制信号是否输入的计数电路闸门，当一个输入端输入的时基信号为高电平的时候，闸门打开，信号能够通过；否则不能通过。
时基电路555与R2、R3，R4、C3组成低频多谐振荡器，产生1HZ的秒时基脉冲，作为闸门控制信号。
计数公式：]3)2243[(443.1CRRRf++=来确定。
与非门U2A与CD4017组成门控电路，在测量时，当时基电路输出第一个时基脉冲并通过U2A反相后加至CD4017的CP，CD4017的2脚输出高电平从而使得闸门打开。
电子系统课程设计——简易频率计
河南科技大学课程设计说明书课程名称＿现代电子系统课程设计＿＿题目＿简易数字频率计设计＿学院＿＿电子信息工程学院＿＿＿＿班级＿＿学生姓名＿＿＿＿＿＿＿指导教师＿＿＿＿＿＿日期＿＿＿2011年12月16日＿＿课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称现代电子系统课程设计学生姓名专业班级设计题目简易数字频率计设计一、课程设计目的掌握高速AD的使用方法；掌握频率计的工作原理；掌握GW48_SOPC实验箱的使用方法；了解基于FPGA的电子系统的设计方法。
二、设计内容、技术条件和要求设计一个具有如下功能的简易频率计。
（1）基本要求：a．被测信号的频率范围为1～20kHz，用4位数码管显示数据。
b．测量结果直接用十进制数值显示。
c．被测信号可以是正弦波、三角波、方波，幅值1～3V不等。
d．具有超量程警告（可以用LED灯显示，也可以用蜂鸣器报警）。
e．当测量脉冲信号时，能显示其占空比（精度误差不大于1%）。
（2）发挥部分a．修改设计，实现自动切换量程。
b．构思方案，使整形时，以实现扩宽被测信号的幅值范围。
三、时间进度安排布置课题和讲解：1天查阅资料、设计：4天实验：3天撰写报告：2天四、主要参考文献何小艇《电子系统设计》浙江大学出版社2008.1潘松黄继业《EDA技术实用教程》科学出版社2006.10指导教师签字：2011年11月28日摘要频率计是数字电路中的一个典型应用，是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。
数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，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。
在本文中，我们设计了一个简易数字频率计。
主要分为如下几个部分：●A/D模块：用VHDL语言写一个状态机，控制ADC0809芯片正常工作，使输入的被测模拟信号经过ADC0809芯片处理，转化为数字信号。
简易频率计课程设计
简易频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解频率计的基本工作原理，掌握其电路组成和功能。
2. 学生能运用已学过的电子元件，设计并搭建一个简易频率计。
3. 学生能够掌握频率、周期等基本概念，并了解它们在实际应用中的重要性。
技能目标：1. 学生通过动手实践，提高电子电路搭建和调试的能力。
2. 学生能够运用所学知识解决实际问题，培养创新思维和动手能力。
3. 学生学会查阅相关资料，提高自主学习能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习过程中，培养对电子技术的兴趣，激发探究精神。
2. 学生在团队合作中，学会互相尊重、沟通与协作，培养团队精神。
3. 学生能够认识到科技对社会发展的作用，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和创新思维。
学生特点：本年级学生具备一定的电子基础知识，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师需结合课本知识，引导学生主动参与课程，关注学生个体差异，鼓励学生提出问题和解决问题。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力。
通过课程目标的实现，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容围绕以下三个方面进行组织：1. 理论知识：- 介绍频率、周期、频率计的基本概念和原理。
- 分析简易频率计的电路组成和功能，包括时钟电路、计数器、显示电路等。
2. 实践操作：- 指导学生使用面包板搭建简易频率计电路。
- 教学内容包括电子元件的选择、电路连接、调试和测试等。
3. 教学案例与拓展：- 结合课本案例，分析实际应用中的频率计，如心跳频率计、转速表等。
- 探讨频率计在生活中的应用，激发学生对电子技术的兴趣。
教学大纲安排如下：1. 第一课时：导入课程，介绍频率计的基本概念和原理，分析电路组成。
2. 第二课时：讲解实践操作步骤，指导学生进行电路搭建和调试。
3. 第三课时：展示和讨论教学案例，进行课程总结和拓展。
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某某某某大学
某某某某学院
电子课程设计
姓名张三学号
年级XX级专业电子信息工程
题目简易数字频率计的设计（含电源) 指导老师李四
上交时间XXＸX-6-1１
ﻬ【课题名称】:数字频率计
设计目的
①掌握数字频率计的设计、组装与调试方法。
②了解频率测量与周期测量的基本原理及减小误差的方法。
1.设计内容与要求
①简易数字频率计的主要技术指标:
测量频率范围000０Hz~999９Hz;数字显示位数4位数字显示;频率测量准确度Δfｘ/fｘ≤±15%;测量时间t≤1.５s;被测信号幅度Uzm=5V(正弦波,方波,三角波）。
②设计频率计相应的单元电路：
可控制的计数、锁存、译码显示系统;设计频率计的整机电路并画出框图和总电路图。
③组装、调试单元电路和整机系统。
④测试系统的性能指标。
⑤总结报告。
2.数字频率计的基本原理
⑴数字频率计测频的基本原理
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,三角波和类似脉冲信号的频率，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，振动频率等方面获得广泛应用。
众所周知，所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（１s）内变化的次数。
若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为
f=N/T
因此,数字频率计测频率时的原理框图如下。
其中脉冲形成电路的作用是：将被测信号变成脉冲信号,其重复频率等于被测频率fｘ。
时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号,若其周期为1s,则门控电路的输出信号持续时间也准确的等于1s。
闸门电路由标准的秒信号进行控制,当秒信号来到时，闸门开通被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。
秒信号结束时闸门关闭,计数器停止计数。
由于计数器计得的脉冲数N为在1s时间内的累计数，所以被测信号的频率fx =ＮHz。
下面介绍结构较为简单的两位数字式频率计,电路组成如图所示。
它是由两位计数器、控制闸门、秒时基发生电路和被测信号输入电路组成。
工作原理：
四位数字式计数器由四只十进制加、减可逆计数集成电路ＣＤ40110和四只数码显示管以及输入电路组成。
ＣＤ4011０是一只集计数、译码、锁存、驱动为一身的四合一的电路，它即可以作加法计数，又可以作减法计数。
它有一个电源正端VDD,一个电源负端VSS，七个数码笔段输出a~g,一个加计数脉冲输入端CP+，一个减计数输入端CP-,一个清零端Ｒ，一个进位输出端ＣO,一个退位输出端BＯ,一个锁存控制端ＬE,低电平时正常显示,高电平时显示被锁定。
它还有一个禁止控制端TE，高电平时禁止计数。
四只计数器IC１、IＣ２串联组成一个两位数的十进制计数器，与非门D1、D2组成计数脉冲输入电路。
当被测信号从Ｄ2的输入端⑥输入后，经D2、D1两级反相和整形后加至计数器ＩＣ２的加法计数输入端CP+，通过计数器内部的运算转换,将输入的脉冲数转换为相应数码的显示笔段,通过数码显示管显示出来，它的显示范围为1～9。
当输入端输入第十个脉冲时,IC2的数码显示管显示为0，它的进位输出端CO输出一个进位脉冲加至十位计数器IＣ1的加计数脉冲输入端CＰ＋,十位计数器开始计数，范围为1～9。
这就是说该计数器的计数范围为９９９９。
计数脉冲输入电路中的与非门Ｄ2,是一个能够控制信号是否能够输入计数电路的控制闸门。
当它的一个输入端⑤为高电平时,控制闸门被打开,信号可以输入;否则，信号不能被输入。
时基电路５5５与R1、RP、R２、及100ｕF电容组成一个低频多谐振荡器,
产生1Hz的秒时基脉冲，作为闸门控制信号。
其振荡频率可按公式:f＝1.443/[（Ｒ1＋RＰ+2R2）C1]来确定。
D3与IC5组成门控电路,在测量时,它的输出端②输出时间为1秒的高电平加至控制闸门D2的输入端⑤，将其打开，使被测信号输入。
当妙时基发生电路IC4输出第一个时基脉冲并通过D3的CP端后，IC３的②脚输出高电平加至D2的⑤脚将控制闸门打开，使电路进入测量过程。
1s后,当ＩC４输出第二个时基脉冲时，IＣ5的②脚变为低电平,控制闸门被关闭，侧量结束。
数码显示管所显示的数字即为被测信号的频率。
在秒时基发生电路IC4输出第三个脉冲时,电路保持间歇1s,让测量人员看清显示数。
当第四个脉冲输出后,IＣ5的⑦脚输出高电平并通过VD２加至计数器的复位端R,使显示器的显示变为００00，为下一次侧量作准备。
电源电路
数字频率计电路
ＣD40110是双时钟的可逆计数译码／锁存/驱动器电路(七段）译码的输出级每段可输出25mA的驱动电流驱动七段共阴LEＤ数码管ＴＥ为计数允许端。
LE为锁存使能端R为复位端,CLCP为加法计数时钟输入端,CLDOWN为减法计数时钟输入端，CＯ为进位输出端。
ＢO为错位输出端。
显示为起段输出端。
主要参数当电源电压分别为5,１0，１５U时静态电流侧为5ＭA，10MＡ，15MA输出低电平0,05U输出的高电平电压为４,9５Ｕ,9,９５U,14，95U时钟上升下降时间无要求最高输入时钟频率为2，5ＭＨZ—３,5MHＺ。
CD40１1０封装形式及管脚的功能，双列直插16脚封装管脚功能。
（1） a (2)g (3)f (4)ＴD (5）Ｒ(6)LE （７）CLOWN (8)Uｓs(９)CLUP (10）CＤ(11）BO (12)e （１3）d （14)ｃ(15）b (１６)U
ＤD
真值表
ＣLUP CLDOWＮＬE ＴＥR 计数显示
CD４017功能与用途:该电路是由5级约翰逊计数器和译码输出组成,输入端包括时钟输入以时钟禁止CLINH，复位端R，CLIＮH为低电平时计数器CL的正边缘翻转加１,当CL为高电平时计数器在CＬIＮH的负边没翻转加1Ｒ为高电平时计数器全部清零,译码器输出端平时为低电平，符合译码器条件为高电平，C 是出出端当译码器输出为0－４时,Ｃ０为高电平,5-9时C0为低电平。
主要用于１０进制数译码显示分频时序脉冲1/N计数器
主要参数，当电源电压为５、１０、15时静态电流为5、１０、15MA输出高低电平电流为0.5、1．３、3．4ＭA时钟上生、下降时间无要求
最高输入时钟频率为2．5、５、５.5MHZ
输入端电容为７．5PＦ
CD4０1７装封形式及管脚功能，双列直插１6脚封装，管脚功能｀
①Ｑ5 ②Ｑ1 ③Q０④Q2 ⑤Q６⑥Ｑ7 ⑦Q3 ⑧Ｖss ⑨Q８⑩Q
４⑾Ｑ９⑿Cｏ⒀CLZINＨ⒁ＣL ⒂R ⒃V DD
测试结果:
利用函数发生器输出一组信号，数码管显示相应结果。
由此得出误差。
【元器件清单】
总结：
通过学习电子课程设计这门课程,了解了数字频率计的工作原理，并且进一步学习了实际电路焊接技术。
同时还发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞,看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。
希望还有机会学习更多有关此类的课程设计。