简易数字频率计设计报告 - 图文

简易数字频率计设计报告

目录

一.设计任务和要求................................................... 2

二.设计的方案的选择与论证........................................... 2

三.电路设计计算与分析............................................... 4

四.总结与心得..................................... 错误！未定义书签。2

五.附录........................................... 错误！未定义书签。3

六.参考文献....................................... 错误！未定义书签。8

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一、 设计任务与要求

1.1位数：计4位十进制数。

1.2.量程

第一档 最小量程档，最大读数是9.999KHZ，闸门信号的采样时间为1S. 第二档 最大读数是99.99KHZ，闸门信号采样时间为0.1S. 第三档 最大读数是999.9KHZ，闸门信号采样时间为10mS. 第四档 最大读数是9999KHZ，闸门信号采样时间为1mS. 1.3 显示方式

（1）用七段LED数码管显示读数，做到能显示稳定，不跳变。 （2）小数点的位置随量程的变更而自动移动

（3）为了便于读数，要求数据显示时间在0.5-5s内连续可调 1.4具有自检功能。

1.5被测信号为方=方波信号

二、设计方案的选择与论证

2.1 算法设计

频率是周期信号每秒钟内所含的周期数值。可根据这一定义采用如图 2-1所示的算法。图2-2是根据算法构建的方框图。

被测信号

输入电路 闸门 计数电路 闸门产生 图2-2 频率测量算法对应的方框图

显示电路

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整体方框图及原理

频率测量：测量频率的原理框图如图2-3.测量频率共有3个档位。被测信号经整形后变为脉冲信号（矩形波或者方波），送入闸门电路，等待时基信号的到来。时基信号有555定时器构成一个较稳定的多谐振荡器，经整形分频后，产生一个标准的时基信号，作为闸门开通的基准时间。被测信号通过闸门，作为计数器的时钟信号，计数器即开始记录时钟的个数，这样就达到了测量频率的目的。

周期测量：测量周期的原理框图2-4.测量周期的方法与测量频率的方法相反，即将被测信号经整形、二分频电路后转变为方波信号。方波信号中的脉冲宽度恰好为被测信号的1个周期。将方波的脉宽作为闸门导通的时间，在闸门导通的时间里，计数器记录标准时基信号通过闸门的重复周期个数。计数器累计的结果可以换算出被测信号的周期。用时间Tx来表示：Tx=NTs式中：Tx为被测信号的周期；N为计数器脉冲计数值；Ts为时基信号周期。 时基电路：时基信号由555定时器、RC组容件构成多谐振荡器，其两个暂态

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时间分别为T1=0.7（Ra+Rb）C T2=0.7RbC

计数显示电路：在闸门电路导通的情况下，开始计数被测信号中有多少个上升沿。在计数的时候数码管不显示数字。当计数完成后，此时要使数码管显示计数完成后的数字。

控制电路：控制电路里面要产生计数清零信号和锁存控制信号。控制电路工作波形的示意图如图2-5.

三、电路设计计算与分析

3.1 时基电路设计

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