电子技术课程设计讲义(15)

数电课设,长江大学工程技术学院

课题四 简易频率计设计

一、任务与要求

要求设计一个简易的数字频率计，能够测量方波、正弦波、三角波的频率，并利用数码管显示所测频率值。用Proteus软件仿真；安装测试电路的逻辑功能。 具体要求如下：

（1）测量信号:方波 ；正弦波；三角波。 （2）测量频率范围: 1Hz到9999Hz之间。 （3）测量精度：1Hz。 （4）测量误差

fx

≤1％。 fx

（5）测量信号的幅度：Vm＝0.5V～5V。

（6）显示方式: 4位十进制数显示。

（7）写出设计步骤，画出设计的逻辑电路图。

（8）对设计的电路进行仿真、修改，使仿真结果达到设计要求。 （9）安装并测试电路的逻辑功能。

二、课题分析及设计思路

（1）数字频率计测频率的基本原理:

所谓频率，就是周期性信号在单位时间(1s)内变化的次数。若在一定时间间隔T 内测得这个周期性信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为：f=N/T 。图1所示是数字频率计的组成框图，各信号之间的时序关系如图2所示。

被测信号ux经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号I，其频率与被测信号的频率fx相同。 时基电路提供标准时间基准信号II，其高电平持续时间t1=1s（称为“闸门时间”）。当1秒信号到达时，计数电路开始计数；当l秒信号结束时停止计数。若在闸门时间1s内计数电路计得的脉冲个数为N，则被测信号频率fx=N(Hz)。一般取t1=t2=1s，注意锁存时间加上清零时间应小于1秒。逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲IV，使数码管显示的数字保持不变；二是产生清零脉冲V，使计数电路每次从零开始计数。