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数字电子技术课程设计
（频率计设计）
姓名：
学号：
班级：
成绩：
指导老师：
设计时间：
一．设计题目
自动换挡型1Hz-9.99KHz频率计
二．设计要求
1设计一个能测量1Hz—9.99KHz、TTL电平的频率计，具有自动换挡功能。
要求用三位数字显示，1—999Hz显示单位为Hz、1KHz—9.99KHz显示单位为0.01KHz。
画出完整的电路图，说明电路的工作原理。
2根据所给参考电路分析其工作原理并解答思考题。
3根据上述原理电路图，在印刷电路图中标出元器件的位置及代号，并完成跳线，使连
接完整。
4组装、调试频率计；写出实验、调试报告。
选作内容：
1频率计输入接口，可以测量5mV—10V的正弦波、三角波方波信号。
2让频率计具有以下精度：
1—99Hz精度为0.2Hz
100—999Hz精度为0.5Hz
1KHz—9.99KHZ精度为1Hz
三．题目分析：
所谓频率，就是周期性信号在单位时间（1s）里变化的次数。根据频率计的测频原理，可以
选择合适的基准信号即闸门时间，对输入被测信号脉冲进行计数，实现测频的目的。并且当
频率超过一定值后，电路能够自动换挡。
四．整体构思：
本数字频率计的设计思路是：
1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。
2数字频率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。这就是数字频率计的基本原理。值了。此时的时基信号为输入信号。
3自动换挡，由于此频率计只有三个数码管显示，故数字频率即必须采用自动换挡的方
式工作，当所测频率超过999Hz时自动换挡，借助分频器分频后通过数码管显示。
五．具体实现：画出总体方框图和原理图并给出说明。原理图必须电脑画。（也
可以把原理图放在附录中）
（1）频率测量范围：1～9.99kHz。
当读数大于999Hz时，频率计处于超量程状态，下一次测量时，量程自动增大一
挡。
当读数小雨999Hz时，频率计处于欠量程状态，下一次测量时，量程自动减少一
挡。
（2）3位数字频率计是用3个十进制数字显示的数字式频率计，量程自动换挡。
（3）输入信号波形：输入波形为方波，由自身所带555电路产生。
（4）基准周期信号发生器：产生1s的基准方波信号发生器由555电路构成。
（5）分频器：有计数器芯片74LS90构成。通过溢出装置控制分频器芯片的工作状
态。
（6）计数器：使用三个计数器芯片74LS90构成1000进制的计数器，而三个计数器
芯片分别对应于数码管的第一二三位。
（7）译码器：使用4511译码器芯片控制数码管的显示。
（8）溢出判断：通过计数器芯片的最高位状态判断来确定计数器是否溢出，通过一
系列的JK触发器芯片74LS112和与非门74LS00进行溢出判断，再将溢出的结果反馈给
分频器，控制分频器分频。
（9）电路显示：采用三个共阴数码管显示。
方案一、
电路框图如下
被测信号分频器计数、译码、驱动、
显示
门控电路
分频、显示控制高位计数溢出
电路
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