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学 号： 课 程 设 计 题 目 数字频率计设计 学 院 信息工程学院 专 业 通信工程 班 级 姓 名 指导教师 2008 年 7月 9日 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目: 数字频率计设计 初始条件： 555.74LS123等元器件 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 用中小规模集成电路设计一台简易的数字频率计，频率显示为四位，显示量程为四挡 , 用数码管显示。 1HZ—9.999KHZ ，闸门时间为 1S ； 10HZ—99.99KHZ, 闸门时间为 0.1S ；100HZ—999.9KHZ, 闸门时间为 10MS ；1KHZ—9999KHZ, 闸门时间为 1MS ； 2008年 6月 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录 摘要 3 数字频率计的设计 4 1数字频率计计测频的基本原理 4 2数字频率计的主要计数指标 5 2.1 频率准确度 5 2.2 频率测量范围 5 2.3 数字显示位数 5 2.4 测量时间 5 3设计思路及方案对比 5 3．1由ICM7216D构成的数字频率计 5 3．2 运用单片机设计数字频率计 6 3．3我的电路分析 7 4数字频率计的设计 8 4.1 放大整形电路 8 4.2 时基电路 9 4.3 逻辑控制电路 9 4.4计数、锁存、译码显示电路的设计 11 5实验的原理图 13 7实验原理说明 14 8实验结果 15 9元件清单 16 10小结体会 17 摘要 频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则没测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。本文。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率，转速，声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器所谓频率，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为 N ，则其频率可表示为 f=N/T 原理框图中，被测信号 Vx经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号，其频率与被测信号的频率fx相同。时基电路提供标准时间基准信号，其高电平持续时间t1=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信号结束时闸门关闭，停止计数。若在闸门时间1S内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率fx=NHz。逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲，使显示器上的数字稳定；二是产生“0”脉冲，使计数器每次测量从零开始计数。 3．1由ICM7216D构成的数字频率计 图1 由ICM7216D构成的数字频率计电路图 由ICM7216D构成的10MHZ频率计电路采用+5V单电源供电。高精度晶体振荡器和构成10MHz并联振荡电路，产生时间基准频率信号，经内部分频后产生闸门信号。输出分别连接到相应数码显示管上。ICM7216D要求输入信号的高电平大于3.5V，低电平小于1.9V，脉宽大于50ns，所以实际应用中，需要根据具体情况增加一些辅助电路。 优点：这个电路由于芯片集成度相对较高，所以电路设计较为简单，操作比较简单。而且精确度高。 缺点：对于芯片不太熟悉，而且由于集成度太高，缺少电路设计，而且仿真软件中并没有这个芯片。由于输出级需要相应的辅助电路，为电路设计带来很大麻烦。 3．2 运用单片机设计数字频率计 图2 单片机数字频率计实现框图 图 3 单片机引图 频率计的计数和显示部分可以由单片机及其最小系统完成，将适用于计数以及显示的程序烧入单片机内，再根据时基电路、放大整形电路、倍频锁相电路一起构成频率计。由于学过单片机相关教程，掌握一定的编程能力，所以用单片机实现数字频率计还是可行的。 优点：由于用到单片机，控制电路计数等功能通过编写程序实现，减少了相关硬