电子课程设计A设计指导书D题

数字频率计设计。

说明：下面所述为电气自动化、自动化、通信工程三个电类专业的课程设计要求，对计算机专业和测控专业而言，可以将被测信号认定为方波信号；时基信号可以由晶振产生，也可以由555定时器产生，大家自由选择；换档电路只需两档；微分整形部分可以不要。

一、题目概述。

数字频率计是用来测量各种信号频率的一种装置，在测量转速、振动频率等方面应用极其广泛。本次所要求设计的数字频率计可以测量正弦波、方波、三角波和各种脉冲信号的频率。

二、设计任务和要求。

1．频率测量范围为1hz～9.999khz,测量结果用四个led数码管显示。

2．被测信号为方波，被测信号幅值范围100mv～15v。

3．总的响应时间低于2s，即信号输入后两秒钟内显示出被测信号频率。

4．测量相对误差小于±0.1% 。

5. 测量分为两档，即x1档和x10档。

三、设计提示。

1．分析系统的逻辑功能，画出其框图。

脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为f＝n／t，其中，f为被测信号的频率，n为计数器所累计的脉冲个数。 t为产生n个脉冲所需的时间。计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。

如在1s内记录1000个脉冲，则被测信号的频率为1000hz。本实验课题仅讨论一种简单易制的数字频率计，其原理方框图如图1所示。

2．晶振产生较高的标准频率，经分频器后可获得各种时基脉冲(1ms，10ms，0.1s，1s等)，时基信号的选择由开关s2控制。被测频率的输入信号经放大整形后变成矩形脉冲加到主控门的输入端，如果被测信号为方波，放大整形可以不要，将被测信号直接加到主控门的输入端。

时基信号经控制电路产生闸门信号至主控门，只有在闸门信号采样期间内(时基信号的一个周期)，输入信号才通过主控门。若时基信号的周期为t，进入计数器的输入脉冲数为n，则被测信号的频率fx＝n／t，改变时基信号的周期t，即可得到不同的测频范围。当主控门关闭时，计数器停止计数，显示器显示记录结果。

此时控制电路输出一个置零信号，经延时、整形电路的延时，当达到所调节的延时时间时，延时电路输出一个复位信号，使计数器和所有的触发器量0，为后续新的一次取样作好准备，即能锁住一次显示的时间，使保留到接受新的一次取样为止。

当开关s2改变量程时，小数点能自动移位；若开关s1，s3配合使用，可将测试状态转为“自按”工作状态(即用时基信号本身作为被测信号输入)。

图1 频率计原理框图。

四、电子课程设计的主要环节。

1．开题、调研，查找并收集资料。

2．总体设计，画出框图。

3．单元电路设计。

4．电气原理设计——绘制原理图。

5．参数计算——列元器件明细表。

6．搭建实际电路，完成要求的功能。

7．撰写设计说明书（字数3000左右，要全面反映以上环节和设计内容，并列出参考资料目录，最后总结本次设计的心得和体会）。

8．答辩。