1、 机械设计课程设计报告 题 目 学 院（部） 汽车学院 专 业 热能与动力工程工程 班 级 学生姓名 学 号 月 日至 月 日 共 3 周 指导老师 1、课题名称与技术要求、课题名称与技术要求: (1)被测信号的频率范围 100Hz10KHz; (2)输入信号为正弦信号或方波信号; (3)四位数码管显示所测频率,并用发光二极管表示单位; (4)具有超量程报警功能. 2、摘要、摘要 频率计在数字电路中被广泛应用，他可以实现对周期信号的频率测量，从而间接地 对信号周期的测量，打破了计时器不能对高频信号周期测量的限制。随着电子技术的高 速发展，大规模集成芯片的出现以及可编程控制技术的提高，频率计的设
2、计从传统的单 元设计步入可自动控制的集成设计，极大地提高了频率计的精确度，使得电路设计简单 化，更为清晰明了。本设计通过对高频小信号或大信号的放大整形或衰减放大整形，是 被测信号转变为同频率等幅度的方波信号， 然后使此信号通过有标准时基电路控制的闸 门，再依次通过计数器、锁存器、译码器，最后由数码管以十进制形式显示频率值。 3、总、总体设计方案论证及选择体设计方案论证及选择 数字频率计的设计有多种方法，从采用的芯片类型和技术划分,有五中设计方案： 方案一：采用通用中小规模集成芯片 SSI,MSI 等纯硬件设计,方法比较繁琐和陈旧， 在技术上是可行的，可以简化电路的设计，但对于设计中要求的某些指
3、标，采用专块模 块来完成比较困难，及扩展极为不便。 方案二： 采用单片数字频率计芯片,如 ICM7216 等专用芯片硬件实现,简单易行,但只 有固定的一般功能和通用的基本指标。例如，由美国 Intersil 公司首先研制的单片频率 计 ICM7216D 专用测频大规模集成芯片。它是标准的 28 引脚的双列直插式集成电路， 采用单一的+5V 稳压电源工作。它内含 高频振荡器、10 进制计数器、7 段译码器、位 多路复用器、能够直接驱动 LED 显示器的 8 段段码驱动器、 8 位位码驱动器。其基 本的测频范围为 DC 至 10MHz，若加预置的分频电路，则上限频率可达 40MHz 或 100MH
4、z，单片频率计 ICM7216D 只要加上晶振、量程选择、LED 显示器等少数器件即 可构成一个 DC 至 40MHz 的微型频率计，可用于频率测量、机械转速测量等方面的应 用。 方案三：采用单片机系统设计。单片机内部具有定时器、计数器和高稳定的标准频 率源等硬件资源以及灵活的软件运算和控制功能，能够十分方便地对外部信号进行计 数，并且可以实现逻辑控制及数据运算。单片机应用于数字频率计中可以大大提高频率 计的自动化程度和灵活性，同时，也提高了频率计的精确度 方案四：采用 PLD(包括大规模可编程逻辑器件 CPLD/FPGA 等)系统设计。CPLD 是一种新兴的高密度大规模可编程逻辑器件，它具有门阵列的高密度和PLD器件的灵活性和易用性， 目前已成为一类主要的可编程器件。可编程器件的最大特点是可通过软件编程对其器件的结构和工作 方式进行重构， 能随时进行设计调整而满足产品升级。 使得硬件的设计可以如软件设计一样方便快捷， 从而改
