数字频率计课程设计报告

一、课程设计题目 数字频率计的设计与制作 二、设计目的： 本设计与制作项目可以进一步加深我们对数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。 三、设计要求： 设计并制作出一种数字频率计，其技术指标如下： （ 1 ）频率测量范围： 10 ～ 9999Hz 。 （ 2 ）输入电压幅度 >300mV 。 （ 3 ）输入信号波形：任意周期信号。 （ 4 ）显示位数： 4 位。 （ 5 ）电源： 220V 、 50Hz 四、所需仪器设备与器件 示波器、音频信号发生器、逻辑笔、万用表、数字集成电路测试仪、直流稳压电源。 五、设计内容、方法与步骤： 1 ．设计内容 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。 2 ）系统框图 从数字频率计的基本原理出发，根据设计要求，得到如图 13.4 所示的电路框图。 图 13.4 数字频率计框图 下面介绍框图中各部分的功能及实现方法 （ 1 ）电源与整流稳压电路 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。按国家标准，市电的频率漂移不能超过 0.5Hz ，即在 1 ％的范围内。用它作普通频率计的基准信号完全能满足系统的要求。全波整流电路首先对 50Hz 交流市电进行全波整流，得到如图 13.5 （ 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 13.5(b) 所示 100Hz 的矩形波。 图 13.5 全波整流与波形整形电路的输出波形 波形整形可以采用过零触发电路将全波整流波形变为矩形波，也可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。电路首先对图 13.5 所示的 100Hz 信号进行 100 分频得到如图 13.6 （ a ）所示周期为 1S 的脉冲信号。然后再...