数字频率计实验报告---数字频率计的设计与制作

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1、 消费类电子产品的设计与制作消费类电子产品的设计与制作 课课 程程 设设 计（论文）计（论文） 题题 目目: : 数字频率计的设计与制作数字频率计的设计与制作 学学 院：院： 电气与电子信息工程学院电气与电子信息工程学院 专业名称：专业名称： 电子信息工程电子信息工程 1 1 课程设计题目课程设计题目 数字频率计的设计与制作 2 2 课程设计任务与要求课程设计任务与要求 2.1 数字频率计的基本原理 数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。频率是单位时间（1S）内信 号发生周期变化的次数。如果我们能在给定的 1S 时间内对信号波形计数，并将 计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。数字频率

2、计首先必须获得相对稳 定与准确的时间， 同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲 信号， 然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数， 将其换算后显示出来。 2.22.2 技术指标如下： (1)频率测量范围： 10 9999Hz ; (2)输入信号波形：任意周期信号,输入电压幅度 300mV ; (3)电源： 220V 、 50Hz; (4). 显示方式：4 位十进制数显示; (5). 系统框图 2.32.3 电路框图。数字频率计由四部分组成：电源与整流稳压电路、信号输入 电路、控制门电路、计数器电路、译码显示电路，其原理图如下。 图 1 数字频率计框图 3 3 设计设计过程过

3、程 3.13.1 电源与整流稳压电路 （1）框图中的电源采用 50Hz 的交流市电。市电被降压、整流、稳压后为 整个系统提供直流电源。系统对电源的要求不高，可以采用串联式稳压电源电路 来实现。 (2) 全波整流与波形整形电路 本频率计采用市电频率作为标准频率，以获得稳定的基准时间。全波整流 电路首先对 50Hz 交流市电进行全波整流，得到如图（a）所示 100Hz 的全波整流 波形。波形整形电路对 100Hz 信号进行整形，使之成为如图(b)所示 100Hz 的矩 形波。波形整形采用施密特触发器进行整形。 （3）分频器 分频器的作用是为了获得 1S 的标准时间。 用 4024 对 100Hz

4、的信号进行分 频得到如图（a）所示周期为 1S 的脉冲信号.再进行 JK 触发器二分频得到如图 3 （b）所示占空比为 50脉冲宽度为 1S 的方波信号由此获得测量频率的基准时 间。利用此信号去打开与关闭控制门，可以获得在 1S 时间内通过控制门的被测 脉冲的数目。 3.23.2 输入信号的放大和波形整形电路 为了能测量不同电平值与波形的周期信号的频率， 必须对被测信号进行放 大与整形处理，使之成为能被计数器有效识别的脉冲信号。波形整形采用施密特 触发器。其电路如下： 3.33.3 控制门电路 控制门用于控制输入脉冲是否送计数器计数；在计数的同时，锁存器和 不能工作；在锁存器和清零端工作时，计数器停止计数，并且先锁存后清零。用 74HC08 来控制锁存和清零端，74HC11 用来控制计数。其电路如下： 3.43.4 计数器电路 根据设计要求，最高测量频率为 9999Hz,只需要满足最高频率要求即可. 计数器用 4 个 74LS190 同步十进制可逆计数器构成。 74LS90 计数器是一