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数字频率计设计报告

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2008-11-11

一．内容介绍

数字频率计是用来测量信号频率的装置。它可以测量正弦波、方波、三角波

和尖脉冲信号的频率。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，经常

要用到频率计。

由于其用十进制数显示，测量速度、精度高、显示直观，因此频率计得到广

泛的应用。

二．设计内容、技术指标及框图

设计内容：

设计只用一只数码管显示结果的数字频率计。

技术指标：

1.被测量信号频率范围：1KHZ-999KHZ

2.测量精度：测量显示3位有效数字

3.时基时间宽度：1ms

4.测试和显示方法：

（1）只用一只数码管显示结果。

（2）每2秒钟自动测试一次，按百、十、个、全灭的顺序逐位显示测试结果，

每位的显示时间为0.5秒。

数字频率计的框图：如图1。

图1频率计系统框图

1

三．单元电路设计

1.时基产生电路

时基信号的产生电路可用石英晶体振荡器经分频后得到高稳定度的时基信

号。图2采用CC4060十四级计数器构成0.5s脉冲（3）和毫秒脉冲1ms时基信

号。12脚接地。

图2秒脉冲和毫秒脉冲时基产生电路

2.节拍信号发生器

设计要求每2秒自动测试一次，按百、十、个、灭的顺序逐位显示测试结果。

由此可知，节拍信号发生器需产生四种状态的变化，变化周期为2秒。四种状态

信号可以提供给数据选择器的地址端，用来逐位显示百、十、个、灭，2秒的周

期信号用来控制计数器计数，保持和清零。如图3。

节拍信号发生器

2

图3节拍信号发生器及波形

3.整形电路

将输入的被测信号送入施密特触发器74LS132的输入端，其输入将得到矩形波

至闸门输入如图4。

图4整形电路

4.控制电路（门控电路）

要求控制器每2秒向主闸门输入一个时间为2秒，采样脉宽为1ms的周期信

号，如图5。

采用2个D触发器，以时基信号T=1ms作为同步时钟脉冲。

3

控制器电路

图5控制器电路及波形图

5.译码显示电路

计数器锁存百、十、个数据传送到数据选择器，数据选择器受节拍信号的控

制，分时地送入译码显示电路，故译码显示由数据选择器、译码器及数码管

组成。如图6。

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图6译码显示电路

6.计数电路

根据要求，闸门的采用时间1ms，测量范围为1KHZ-999KHZ，显示3位有效数

字，也就是说在1ms的脉宽里计数器累计的最大数是999，即999KHZ，频率再高

将出现溢出错误。计数器还应该具有1.5s计数，0.5s清零功能。

如图7计数电路

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四．数字频率计的原理图和印刷板图

数字频率计原理电路图

数字频率计印刷板图