频率计.docx
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频率计
一、总体设计思想
1.基本原理
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。
在一定的时间T内，计数器所记录的结果与被测信号的频率成比例。
当T=1s时，计数器的计数值就是被测信号的频率。
时基信号发生器产生脉宽为1s的脉冲信号，经整形电路整形后作为时基信号控制主控门的开启。
被测输入信号经放大整形后变成举行矩形脉冲加到主控们的输入端。
只有在时基信号高电平（即采样）期间内，主控门打开，计数器才可以对输入信号的脉冲个数进行计数。
1s时间到达后，主控门关闭，计数器停止计数，计数值即为信号频率。
为了得到稳定的频率显示，在计数器计数期间内，显示值应保持不变，只有在计数器停止计数后，通过时序控制电路输出一个负脉冲锁存信号，将计数值打入并锁存在译码驱动电路中，显示计数值，随后时序控制电路再产生一个负脉冲回零信号，经延时、整形电路，当达到所要求的延时时间后，控制所有计数器回零，为下一次主控门开启计数做好准备。
对于脉宽为1s的时基信号，信号的采样时间为1s，2位计数显示可得频率测量范围为0Hz～100kHz。
为了提高低频测量精度，可以加宽时基信号的脉冲信号的脉冲宽度。
时基信号的整形电路可采用施密特触发器；电路图如下：
时序控制电路可采用积分型单稳态触发器。
以CMOS集成电路为例，积分型单稳态触发器的输出脉冲宽度tw为：
tw≈0.69RC。
若R1=R2=1.3kΩ，C1=510pF，C2=0.1uF，则锁存信号LE的脉宽tw1≈89.7us，复位信号R的脉宽tw2≈0.46us。
2.系统框图
二、设计步骤和调试过程
1.总体设计电路
2、模块设计和相应模块程序
1．设计一个1s时基信号发生器
电路形式与选用器件自定。
脉冲宽度1s暂时由指示灯初步观测调试确定。
2．设计频率计的基本电路
（1）暂时不接入时序控制电路和施密特整形电路，使计数电路与译码电路的复位端与锁存端于高电平，主控门的时基信号用开关控制，观察电路对被测输入信号的计数、显示是否正常及门控作用。
（2）观察电路对被测输入信号的计数、锁存显示、回零是否正常。
其中锁存要实现的波形如下：
注：
图中最上边时代侧信号，第二根是选通脉冲，第三根是计数信号
（3）时基信号的标定。
由于时基信号频率太低，示波器观测不方便，故采用标准频率计对时基信号进行标定。
可先用标准频率计测出被测信号的频率，然后比对自制频率计读数，调节时基信号发生器内电路参数，使自制频率计读数与标准频率计读数相同，此时时基信号的脉冲宽度即为1s。
（4）时基信号的标定。
由于时基信号频率太低，示波器观测不妨表，故采用标准频率计对时基信号进行标定。
可先用标准频率计测车被测信号的频率，然后比对自制频率计读数，调节时基信号发生器内电路参数，使自制频率计读数与标准频率计读数相同，此时时基信号的脉冲宽度即为1s。
3.仿真图：
4．实验调试和结果：
在上述整机电路基础上，设计一个具有最大读数是100kH,信号的采样时间为1s。
设计出相关电路，整机调试验证。
数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器.它的基本功能是测量正弦信，方波信号,尖脉冲信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
本系统采用集成芯片组成，555定时器分别用作施密特触发器对波形整形和多谐振荡器产生振荡信号，十进制计数器74LS160分别担任了分频和计数两个角色，双JK触发器被用作T触发器对信号进行锁存，而DCD_HEX承担着译码和显示。
经过这一个阶段的设计过程，我学到了很多在课堂上学不到的东西，也有了很多感想，总结在这里。
在设计之前要有一个比较系统的计划，对于电路图的设计，数字频率计设个课题有很多部分组成，整体的电路图比较复杂，所以在设计之前就应该有一个大概的思路，这样才能保证设计的完成。
在此次的设计当中我对知识又有了新的体会，对自己是一次提高，对以后的学习有一定的帮助。
在上述整机电路基础上，设计一个具有最大读数是100kH,信号的采样时间为1s。
设计出相关电路，整机调试验证。
数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器.它的基本功能是测量正弦信，方波信号,尖脉冲信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
本系统采用集成芯片组成，555定时器分别用
元件名
个数
555定时器
2
计数器74ls160（74160）
8
三输入与非门74ls10（7410）
1
三输入或门4075（cmos）
1
反相器7404
4
两输入与门74ls06（7406）
1
四输入数码管DCD_HEX
5
5V电源
1
二极管1N4148
2
电容10nF
2
电容0.1uF（100nF）
1
电阻590
2
电阻2K
2
三、结论及心得体会
设计，给人以创作的冲动。
在画家眼里，设计是一幅清明上河图或是一幅向日葵；在建筑师眼中，设计是昔日鎏金般的圆明园或是今日一塑自由女神像；在电子工程师心中，设计是贝尔实验室的电话机或是华为的程控交换机。
凡此种种，但凡涉及设计都是一件良好的事情，因为她能给人以美的幻想，因为她能给人以金般财富，因为她能给人以成就之感，更为现实的是她能给人以成长以及成长所需的营养，而这种营养更是一种福祉，一辈子消受不竭享用不尽。
我就是以此心态对待此次课程设计的，所谓“态度决定一切”，于是偶然又必然地收获了诸多，概而言之，大约以下几点：
一、温故而知新。
课程设计发端之始，思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实的我深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材与实验手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。
二、思路即出路。
当初没有思路，诚如举步维艰，茫茫大地，不见道路。
在对理论知识梳理掌握之后，茅塞顿开，柳暗花明，思路如泉涌，高歌“条条大路通罗马”。
顿悟，没有思路便无出路，原来思路即出路。
三、实践出真知。
文革之后，关于真理的大讨论最终结果是“实践是检验真理的唯一标准”，自从耳闻以来，便一直以为马克思主义中国化生成的教条。
时至今日，课程设计基本告成，才切身领悟“实践是检验真理的唯一标准”，才明晓实践出真知。
我原本按照教材知识先做了一个电路，结果电路出现诸多问题，譬如短路开路，电路图复杂难耐等等不为则不知，无为则无知，实践出真知。
四、创新求发展。
“创新”目前在我国已经提升到国家发展战略地位，足见“创新”的举足轻重。
只因核心技术受制于人，使用国外专利技。
因此，我们要从小处着手，顺应时代发展潮流，在课程设计中不忘在小处创新，未必是创新技术，但凡创新思维亦可，未必成功，只要实现创新思维培育和锻炼即可。
五、过而能改，善莫大焉。
至善至美，是人类永恒的追求。
但是，不从忘却“金无足赤，人无完人”，我们换种思维方式，去恶亦是至善，改错亦为至美。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。
大庆石油学院课程设计成绩评价表
课程名称
题目名称
学生姓名
学号
指导教师姓名
职称
序号
评价项目
指标
满分
评分
1
工作量、工作态度和出勤率
按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。
20
2
课程设计质量
课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。
45
3
创新
工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。
5
4
答辩
能正确回答指导教师所提出的问题。
30
总分
评语：
指导教师：
年月日
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