数 字 频 率 计
课 程 设 计 论 文
项目名称:数字频率计
学 院:物理电气信息学院
班 级:通信
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
一班
姓 名:海燕
学 号:12010245375
指导老师:王国金
一?数字显示频率计时器 :
在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量
方案
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、测量结果都有十分密切的关系,因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具。数字频率计是在规定的基准时间把脉冲数记录下来，换算成频率并以数字形式显示出来。数字频率计用于测量信号的频率，并用十进制显示出来。
本电路通过时基电路NE555。十进制计数/译码器CD4017,四二输入与非门74LS00，十进制计数/译码/锁存/驱动器CD4011以及两个共阴数码管实现被测信号的频率测试。CD4011接成加法计数方式，即个位进位输出端QCD接十位加法输入端,,,，,,,,,构成频率可调的方波电路，,,,,,,实现被测信号频率计数，保持清零，当,,,,,,的,,输出高电平时，被测信号允许通过,,,,,,，频率开始计数。,,为低电平时，技术频率显示保持，,,为高电平时显示清零，由于,,与CD4017清零端相连，此时Q1Q2全变为低电平，计数，保持，清零完成一个循环。如果感到数值保持时间过短，读取不方便，可将Q2断开，改为Q3或Q4与RC相连，这样数值保持时间将更长。
三?数字频率计的工作原理:
功能原理:该频率计可以测量1HZ――999999HZ信号频率,并在六位数码管上显示.该系统包括
标准
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时钟发生器,控制器,计数器,锁存器,扫描电路及译码电路六个模块构成.
当系统正常工作时，标准时钟发生器提供的1 Hz的输入信号，经过控制模块进行信号的变换，产生计数信号，被测信号送入计数模块，计数模块对输入的矩形波进行计数，将计数结果送入锁存器中，保证系统可以稳定显示数据，译码电路将二进制表示的计数结果转换成相应的能够在七段数码显示管上可以显示的十进制结果。在数码显示管上可以看到计数结果.
ctrl为控制模块。ctrl的计数使能信号能产生一个1 s宽的周期信号，并对频率计的每一计数器CNT10的en使能端进行同步控制:当EN高电平时允许计数、低电平时停止计数。
latch为锁存器。在信号Load的上升沿时，立即对模块的输入口的数据锁存到Latch的内部，并由输出端q输出，然后，七段译码器可以译码输出。在这里使用了锁存器，好处是可以稳定显示数据，不会由于周期性的清零信号而不断闪烁。
count10为十进制计数器。有一时钟使能输入端en，用于锁定计数值。当高电平时允许计数，低电平时禁止计数。图1中将6个十进制计数器CNT10级联起来实现6位十进制计数功能。 从左到右，分别是 个位、 十位 ，输出分别接到LED七段显示器，显示当前的
计数状态。十位的INA接外部的脉冲信号，个位的INA 的输出Q1构成十进制计数器;十位的INB接低位的进位信号,从而实现六十进制的输出;个位的INA接低位的进位信号(秒十位的输出Q4)，INB接自身的输出Q1，实现十进制计数;各清零端(R01，R02)和置数端(R91，R92)都不接，正常情况下让计数器一直处于计数状态。当外接上秒脉冲信号后整个电路从00开始计时，最大到59秒。 四?元件清单
品名 规格 数元件标号
量
100uf/16v 1 C5
电容器 1000uf/16v 1 C1
1000p 1 C2
103 104 2 C4 c3
电阻器 5k 1 R1
10k 1 R3
100k 2 R4 r5
300 2 R7 R8
10k 1 RP1
20k 1 R6
二极管 IN4148 1 VD2
LED 1
集成电路插座 3 DIP16
1 DIP14
1 DIP8
集成电路 CD4011 3 U0 U1 U3
CD4017 1 U4
NE555 1 U2
数码管 0.5寸(共阴红) 2 D1 D3 电源 5v 1 CON2
五?电路的安装调试过程
1. 按照实际电路图安装元件。
2. 用焊锡丝焊接元件，焊接时应注意不能烧坏元件，
不能让其短路。
3. 焊接完以后，用万用表检查电路是否短路，是否有
虚焊的点。
4. 在焊接完好的基础上，输入被测信号，接通电源，
计时器开始计时，分别测试计时器是否达到设计要
求，具有00秒——59秒的计时功能且及时准确以
及开机清零、快速校分、整点报时的功能。
5. 当计时器计时到59秒后指示灯时候闪亮，已达到
10分钟报一次时。
6. 若有功能不能正确实现，检查各模块合并的连线，
排查出错误并解决。
六?总结体会
本次实习让我们体味到设计电路、连接电路、调测电路过程中的乐苦与甜。设计是我们将来必需的技能，这次实习恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图
书
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馆查找资料到对电路的设计对电路的调试再到最后电路的成型，都对我所学的知识进行了检验。
在实习的过程中发现了以前学的数字电路的知识掌握的不牢。同时在设计的过程中，遇到了一些以前没有见到过的元件，但是通过查找资料来学习这些元件的功能和使用。
通过为期两周的课程设计，完成了本次设计的技术指标，刚开始设计的时候，由于控制电路这部分比较难搞定，所以在连接电路的时候，就会停下来设计控制电路，为了提高效率，在实际的操作中，先连好时基电路，分频电路测试通过后，再把显示电路和计数电路连好，调测符合要求。
最后搞定控制电路的连接。最后完成的一块电路板，它所实现的功能就是可以测被测信号的频率，周期和脉宽。在调测的过程中发现测量频率时，档位在1Hz~999Hz，最终得到的结果的误差稍微大了点，其他的测量结果非常接近测量值。
在设计的555构成多谐振荡器输出的方波信号，由于电路里面使用的电容元件，在实验的时候，随着实验室里面温度的变化，输出信号的频率也会发生变化，这是造成误差的一个原因，为了在验收的时候提高测量的准确性，所以在测
量前要调节电位器，把产生的方波信号接示波器，测量其输出频率，调节电位器，使输出的信号非常接近1KHz，这样的话在后面的测量中会减小误差。
制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，对电路的调试要一步一步来，不能急躁，因为是在电脑上调试，比较慢，又要求我们有一个比较正确的调试方法，像把频率调准等等。这又要我们要灵活处理，在不影响试验的前提下可以加快进度。
合理的分配时间。在设计控制电路的时候，我们可以连接译码显示和计数电路，这样就加快了完成的进度。最重要的是要熟练地掌握课本上的知识，这样才能对试验中出现的问题进行分析解决。
这次课程设计让我获得了更多的知识与能力，让我为今后的人生注入了新的能力，让我更有信心去面对以后的困难与挫折。
浙公网安备 33021202002483