简易频率计的设计
简易频率计设计课程设计
简易频率计设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解频率的概念，掌握频率的计算方法；2. 了解简易频率计的设计原理，掌握其制作步骤；3. 学会运用简易频率计进行实际测量，并能够分析实验数据。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成简易频率计的制作；2. 培养学生运用所学生物知识解决实际问题的能力，提高实验操作技能；3. 提高学生团队协作能力，能够在小组合作中共同完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对科学研究的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和实验操作的规范性；3. 增强学生的环保意识，使其关注生活中的频率现象及其应用。
本课程针对八年级学生，结合物理学科特点，以简易频率计设计为主题，旨在让学生在掌握基础知识的基础上，提高实践操作能力和团队合作能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中明确预期成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 频率的基本概念及其单位；- 频率计算公式及其应用；- 简易频率计的工作原理。
2. 实践操作：- 简易频率计的组装与调试；- 实际物体频率的测量与记录；- 实验数据的处理与分析。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：学习频率的基本概念、计算公式及其单位，介绍简易频率计的工作原理；- 第二课时：分组讨论简易频率计的组装方法，进行实践操作；- 第三课时：学生独立完成简易频率计的组装与调试，进行实际物体频率的测量；- 第四课时：对实验数据进行处理和分析，总结实验结果。
教学内容参考教材《物理》八年级下册第二章《振动与波》的相关内容，结合课程目标进行组织，确保科学性和系统性。
教学内容涵盖理论与实践，注重培养学生的动手能力和实际应用能力，使学生在掌握基础知识的同时，能够将所学应用于实际生活中。
三、教学方法本课程采用以下多元化的教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的主动性和实践能力：1. 讲授法：- 通过生动的语言和形象的比喻，讲解频率的基本概念、计算公式及其单位，帮助学生建立扎实的理论基础；- 结合教材内容，阐述简易频率计的工作原理，使学生理解科学原理在实际应用中的重要性。
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。
毕业设计66xx大学论文：简易频率计的设计
目录1、摘要 (2)2、设计要求与任务 (2)3、设计原理 (2)4、设计方案 (2)5、电路总的原理图 (4)6、器件介绍 (5)7、软件程序 (6)8、设计总结 (9)简易频率计的设计摘要:以单片机89C2051为核心，实现单位时间（1s）内周期信号的变化次数。
若在一定时间间隔T内测得周期信号的重复变化次数为N，则其频率为 f=N/T。
一．设计要求1.测量频率范围1Hz~1MHz，量程分为3档，即×1，×10，×100。
2.测量精度分别为：1Hz，10Hz，100Hz。
3.被测信号可以是正弦波、三角波和方波。
4.测量信号幅度0.1 ~10V.5.显示方式为4位十进制数显示。
二．设计原理频率的定义是单位时间（1s）内周期信号的变化次数。
若在一定时间间隔T 内测得周期信号的重复变化次数为N，则其频率为 f=N/T。
三．设计方案1.本方案采用单片机实现，原理框图如下：原理框图1基本原理是，被测信号u x首先经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号，频率与被测信号的频率f x相同。
时钟电路产生时间基准信号，控制计数与保持状态。
当其高电平时，计数器计数；低电平时，计数器处于保持状态，数据送入锁存器进行锁存显示。
然后对计数器清零，准备下一次计数。
五、调试过程1、系统测试仪器及设备：双路跟踪稳压稳流电源DH1718E-5直流稳压电源数字示波器Tektronix TDS1002数字万用表2、测试方法：（1）调试的基本过程先将电路的硬件电路调好调软件部分。
硬件部分：接上电源数码管都不会亮，如果将复位电容C1开路，四个数码管都显示8。
硬件部分没问题后就用WAVE来仿真软件。
软件调好后输入频率，看看误差。
（2）试中发现的问题在调软件的时候发现，数码管显示的数据是错乱的，比如1234HZ，它显示的是3241HZ。
通过该程序它也只能显示4321HZ，这是这个电路的唯一的没有解决的问题，再以后我会继续学习汇编程序，相信会编出来的。
简易频率计设计课程设计
简易频率计设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习简易频率计的设计与实现，让学生掌握基础的电子电路知识，频率测量原理以及相关的实验技能。
在知识目标上，要求学生能够理解并描述频率计的工作原理，掌握基本的电路设计方法。
在技能目标上，要求学生能够独立完成简易频率计的搭建，并进行相关实验。
在情感态度价值观目标上，通过课程的学习，使学生培养对科学研究的兴趣，增强解决实际问题的能力，并培养团队协作的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：首先，介绍频率计的基本原理，包括频率测量原理，频率计的组成结构等；其次，讲解频率计的设计方法，包括电路设计，元件选型，系统调试等；然后，通过实验操作，使学生能够熟练使用简易频率计，掌握相关的实验技能；最后，进行课程设计，使学生能够将所学的知识运用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先，将采用讲授法，为学生讲解频率计的基本原理和设计方法；其次，将采用实验法，让学生通过实际操作，掌握频率计的使用方法和实验技能；同时，将采用讨论法，引导学生进行思考，提出问题，并寻找解决问题的方法；最后，将采用案例分析法，让学生通过分析实际案例，将所学的知识运用到实际问题中。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将准备多种教学资源。
首先，将使用教材《简易频率计设计与实现》作为主要的教学资源；其次，将提供相关的参考书籍，供学生进行深入的学习；同时，将利用多媒体资料，如教学视频，实验操作演示等，丰富学生的学习体验；最后，将准备实验设备，如简易频率计，电子元件等，供学生进行实验操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答和团队协作等情况，占总分的30%。
作业主要评估学生的理解和应用能力，占总分的30%。
考试主要评估学生对课程知识的掌握和运用能力，占总分的40%。
简易频率计
简易数字频率计1系统方案的选取：1.1方案一：选用数字芯片，构造简单的频率计，输入可以先用三极管放大，再用施密斯特触发器进行整形得到方波。
可以用555单稳态定时1s，作为使能端控制，用74hc192计脉冲个数（计上升沿或下降沿）。
计脉冲的个数即为信号的频率。
再用个除法器求出周期。
方案论证：理论上完全行的通。
最重要的是求周期只用除法，精度不高，当频率小的时候，由于脉冲计数只能精确到个位，除法时周期偏差非常大，完全达不到要求。
而且由于计的数很大，普通的除法器根本无法形成多位进行准确的除法，计的数为数字信号，虽然可以用单片机等进行编程运算，但工程量大。
实际上，而且精度不高，工程量大，要改善也比较麻烦。
不予采取。
1.2方案二：输入先经过放大整形，形成频率不变的方波。
当频率大于等于1KHZ，用单片机定时器定时1s，再用单片机的计数器对外部脉冲计数，由于频率大于1KHZ,得到误差允许的频率。
当频率小于1KHZ大于10HZ,由于小于1KHZ，计的脉冲只能精确到个位，达不到要求误差。
为了克服小频率测频率误差大的缺点，可以用测周期求频率。
即在第一个脉冲到开始定时，下个脉冲到停止定时。
定时是时基是1us，将定时器定时结果乘以1us，就得到周期。
由于频率小周期大，定时中结果大，相对误差小，即得到误差允许的周期。
用T=1/F和F=1/T分别得到频率大于1khz的周期和频率小于1khz的频率。
按照上面的方法，误差不会超出0.1%。
因为大于1khz计频率误差为个位1.小于1khz用1/T得到频率取小数点后两位，误差最大为0.01hz.在误差小于0.1%要求内。
方案二，在频率和周期上，误差和上限频率和下限频率都符合要求。
理论上，完全达到要求。
实际上，不仅外围电路简单，而且经济实用，成本非常小。
1.3方案三：用 FPGA测频率和周期，用FPGA虽然速度快，测量准。
因为所识别频率高。
而且可以非常方便的用到等精度测量测频率和周期（因为本身可以产生很准的脉冲，数据处理也较单片机简单）。
简易数字频率计设计
简易数字频率计设计简易数字频率计是一种统计计算工具，用于频率统计，使用适当的算法来测量特定序列中给定元素或者元素组合出现的频率，主要用于数据分析和统计工作，帮助使用者深入分析数据，得到较为精准的结果。
本文将详细说明一种简易的数字频率计的设计实现过程和分步流程。
设计步骤第一步：准备设计简易数字频率计所需要的硬件设备设计简易数字频率计需要的硬件设备有：计算机、网络设备、数据存储器、输入输出设备等。
计算机配备相应的硬件设备和软件，网络设备用于连接多台计算机，数据存储器用于存储数据，输入输出设备允许输入和输出各种不同类型的数据。
第二步：制定相应的算法根据具体情况，应制定出相应的算法，用于计算数据序列中给定元素或者元素组合出现的频率，主要包括排序算法，查找算法，求和算法，概率分布算法等。
比如：可以使用冒泡排序或者快速排序对数据序列进行排序，使用二分查找等技术快速查找元素，在运算时可以使用求和、乘法、平方等算法来计算数据，使用贝叶斯理论等方法来求取概率分布。
第三步：实现数据处理根据设计上的算法，使用计算机及其相应的软件和硬件设备，进行数据处理，对相关的数据序列进行相应的操作，实现频率的统计计算，得到精准的统计结果。
第四步：测试并可视化在完成简易数字频率计的设计之后，应当对数据处理过程进行测试，以验证所编写算法的正确性和可靠性。
完成测试之后，可以通过图表和表格的方式可视化频率计算结果，更加直观地显示出数据之间的关系以及频率变化趋势。
以上就是一种简易数字频率计的设计实现过程，它可以为使用者提供准确的统计数据和频率结果，促进数据深入分析等工作，为企业的发展带来重要的帮助。
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。
简易频率计设计
（ LOAD)。
（1）计数使能信号（TSTEN）：对频率计的每一计数器CNT10的 ENA使能端进行同步控制。当TSTEN为高电平时，允许计数；为 低电平时停止计数，并保持其所计的脉冲个数。 （2）锁存信号（LOAD):停止计数期间，首先需要一个锁存信号 LOAD的上跳沿将计算器在前一秒的计数值锁存进32位锁存器 REG32B中，并由外部的7段译码器译出，并稳定显示。 （3）清零信号（CLR_CNT）：在每次测量前对计数模块进行复 位，以清除上次测量的结果，该复位信号高电平有效，持续半 个时钟周期的时间。
五、实验报告要求
1 画出顶层原理图 2 对照频率计波形图分析电路工作原理 3 写出各功能模块的VHDL语言源程序 4 书写实验报告时应结构合理，层次分明，在分析时注 意语言的流畅。
锁存器（REG32B)：动态显示程序
附：动态显示模块
附：译码显示
顶层原理图
4、实验引脚设定及现象
将拔码开关AS(1)设置位“ＯＮ”
引脚锁定 Ａ(1７) Ｂ(1８) Ｃ(1９) Ｄ(２１) Ｅ(２２) Ｆ(２３) Ｇ(２４) Ｈ(２５) ＣＬＫ（１）ＣＬＲ（54）ＣＫＤＳＰ（２） fryin(43) Ｙ０（５）Ｙ１（６）Ｙ２（７）Ｙ３（８）Ｙ４（９） Ｙ５（１０）Ｙ６（１１）Ｙ７（１６）
控制模块程序
2计数模块（CNT10)
设计要求：十进制计数模块用于在单位时间中对输入信号的脉 冲进行计数，该模块有一时钟使能端ENA，用于锁存计数值。当 高电平时计数允许，低电平时禁止计数。（由8个CNT10组成）
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分类号UDC 单位代码10644密级公开学号2008050248学士学位论文简易频率计的设计The design of simple frequency counter论文作者：聂德军指导教师：伍世云系别：物理与工程技术系专业：电子科学与技术提交论文日期：年月日论文答辩日期：年月日学位授予单位：四川文理学院中国 达州2012 年月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。
在本设计中就介绍了频率测量的原理以及一种简易频率计的制作方法。
由于待测信号未知，它有可能是正弦波，有可能是三角波，也有可能是方波。
通过施密特触发器把待测信号转换为可以计数的脉冲信号，再由单片机计数输出到合适的电子显示元件以十进制显示出来。
本文重点介绍了以AT89C52单片机为对系统各个部件的控制来实现整个电路的信号频率采集、测量、转换数据、以及显示最终结果的功能，结合外围电子电路得以频率和周期的测量，并用十进制数字来显示被测信号的频率和周期。
本数字频率计的硬件部分是采用PROTEUS ISIS绘制的，PROTEUS和KEIL联合做系统仿真，软件部分的单片机控制程序的编写使用的是C语言本。
本系统的最大优点就是它结构简单易懂，制作起来也并不算麻烦，其缺点就是容易受自身电路元件以及周围环境的影响，从而导致测量结果与实际值的偏差。
关键词：单片机AT89C52 电路原理频率测量周期测量IABSTRACTFrequency is one of the basic parameters in the field of electronic technology, many measurement programs, as well as measurement results are related to the frequency measurement, and frequency of accurate measurement of obvious importance.In this design on a frequency measurement principle and method of making a simple frequency meter. The test signal is unknown, it may be a sine wave, there is a triangle wave, there may be a square wave. Converted to a test signal through the Schmitt trigger pulse signal can count, count by the microcontroller output to the appropriate electronic display elements displayed in decimal.This paper focuses on AT89C52 microcontroller for control of the system in various parts of to achieve the entire circuit signal frequency acquisition, measurement and conversion data, and display the final results feature, combined with the external electronic circuit can be frequency and period of measurement, and use decimal numbers to display of the measured signal frequency and period. The digital hardware part of the frequency meter using the PROTEUS the ISIS draw, the PROTEUS, and KEIL do system simulation software part of the microprocessor control program written using C language in this. The biggest advantage of this system is its structure is simple, the production is not too troublesome, the drawback is vulnerable to its own circuit elements, as well as the surrounding environment, resulting in the deviation of measurement results and the actual value.Keywords: SCM AT89C52 circuit schematic frequency measurement cycle measurementII目录目录摘要 (I)ABSTRACT ............................................................ I I 第一章绪论.. (1)1.1频率计应用概述 (1)1.2数字频率计系统介绍 (2)1.2.1课题研究的目的和意义 (2)1.2.2国内外数字频率计的研究现状 (2)第二章数字频率计的设计 (4)2.1设计的任务和要求 (4)2.2总体框架和测量方案 (4)2.2.1 测量方法论证 (6)2.2.2 计时方案选择 (9)第三章硬件电路的设计及仿真 (10)3.1整体电路介绍 (10)3.2信号整形电路 (10)3.3单片机最小系统设计 (12)3.4施密特触发器整形仿真与功能仿真 (13)3.5显示方案 (17)3.5.1 LED方案 (17)3.5.2 LCD1602方案 (17)第4章软件设计 (19)4.1软件编程思想 (19)4.2主要程序段及软件流程图 (19)4.2.1频率周期测量流程图 (19)4.2.2总流程图 (20)结论 (22)参考文献 (24)致谢 (24)附：程序代码 (26)III第一章绪论1.1 频率计应用概述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。
电子计数器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，这些也是人们衡量电子计算器的技术水平，决定电子计数器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电子计数器的测频上限扩展到微波频段。
随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。
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；除通常通用计数器所具有的功能外，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。
由于微电子技术和计算机技术的发展，频率计都在不断地进步着，灵敏度不断提高，频率范围不断扩大，功能不断地增加。
在测试通讯、微波器件或产品时，通常都是较复杂的信号，如含有复杂频率成分、调制的或含有未知频率分量的、频率固定的或变化的、纯净的或叠加有干扰的等等。
为了能正确地测量不同类型的信号，必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。
微波计数器一般使用类型频谱分析仪的分频或混频电路，另外还包含多个时间基准、合成器、中频放大器等。
虽然所有的微波计数器都是用来完成计数任务的，但制造厂家都有各自的一套复杂的计数器的设计、使得不同型号的计数器性能和价格会有所差别，比如说一些计数器可以测量脉冲参数，并提供类似于频率分析仪的屏幕显示,对这些功能具有不同功能不同规格的众多仪器，我们应该视测试需要正确地选择，以达到最经济和最佳的应用效果。
11.2 数字频率计系统介绍1.2.1课题研究的目的和意义数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
它是一种用十进制数字，显示被测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，在教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域都有较广泛的应用。
频率测量对生产过程监控有很重要的作用,可以发现系统运行中的异常情况,以便迅速做出处理。
本次设计针对方波，正弦波进行频率计数，通过通过信号源处理电路的、单片机、数码管等器件实现频率计的功能。
学会运用所学知识设计处理电路和保护电路，编写程序，运用软件设计电路图，并对整个电路进行完整的说明，让自己逐渐掌握设计的过程以及论文的编写。
1.2.2国内外数字频率计的研究现状随着社会的飞速发展，电子元件的换代也越来越快，越来越精密。
频率计数器作为测量设备，也被赋予更高的要求，智能化、高精度化、多功能化，是现代社会对频率计的要求。
目前国外市场上的频率计数器,都是基于脉冲计数的原理,其功能除了直接测量频率值外,还可测量信号周期、多周期、时间间隔、脉冲宽度、频率比、占空比、统计计数等,有的甚至可以测量频率参数以外的参数,如电压、相位、功率等。
这种以频率测量为主体的多功能数字式测量仪器,也称电子计数器。
这些国内产品虽然在采用大规模集成电路和专用集成电路、改进设计、强化多功能和小型化等方面取得很大进展,但其技术性能与国外同类先进产品相比,仍有差距。
这既反映出国内产品更新换代的缓慢,也反映出国内生产厂家跟踪国际先进技术的不力。
电国际上数字频率计的分类很多。
按功能分类，电子计数器有通用和专用之2分。
通用型计数器：是一种具有多种测量功能、多种用途的万能计数器。
它可测量频率、周期、多周期平均值、时间间隔、累加计数、计时等；若配上相应插件，就可测相位、电压、电流、功率、电阻等电量；配上适当的传感器，还可进行长度、重量、压力、温度、速度等非电量的测量。