频率计设计指导书

1、课程设计指导书（频率计设计）课 程 名 称：数字电子技术课程设计专 业： 系（教研室）： 电工电子教研室 年月日一、目的、任务1.巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。2.培养学生根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。3.通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。4.了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。

2、5.培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。二、设计内容1设计题目：频率计设计2设计指标：1.设计一个3位数字显示的频率计。2.可以通过多路开关选择档位（分Hz和KHz两档）。3.被测信号为TTL电平信号。4.可以控制测量电路开始工作以及强制清零。5.频率测得后要求稳定显示输出结果。三、主要关键技术的分析1单位时间脉冲电路单位时间脉冲电路的目的是产生宽度为单位时间（1s）的正脉冲，控制闸门电路开启，使被测脉冲送入计数器而被测量，并产生一定宽度的低电平，关闭闸门，准备再次测量。单位时间脉冲电路实现方法较多，可由石英晶振产生，也可由

3、TTL、CMOS门电路构成各种振荡等，建议使用555构成电路振荡电路。2闸门电路 闸门电路的作用是控制被测信号通过，具体实现可以采用开关电路，如模拟开关、继电器、与门、或门等，本设计是TTL电平，所以最好应选用TTL门电路实现，如选用TTL与非门74LS00构成等。在单位时间内控制端为高电平，被测信号通过闸门送到计数器，而控制端为低电平时关闭闸门，被测信号不能通过闸门。3计数器与分档电路计数器的形式较多，由于被测信号需要LED显示出来，所以应采用十进制计数器。因需3位显示，所以至少应用3个十进制计数器。分档电路有H z和KHz两挡，有两种方法实现，一是可以使用秒脉冲和毫秒脉冲做闸门信号。二是加

4、长计数器位数，显示时使用多路开关选择低位、高位实现分档。4控制电路 控制电路需要完成计数值锁存和计数器清零两项工作，但电路中只有一个下降沿，故控制电路需要创造一个上升沿和一个负脉冲，分别实现锁存和计数器清零两项工作，锁存采用秒脉冲下降沿触发，输出一个负脉冲，上升沿将数据锁存，同时触发器清零脉冲，将计数器清零。不管采用什么电路，只要在秒脉冲（闸门关闭）下降沿后产生两个负脉冲即可，第一个负脉冲用来锁存，第二个负脉冲用来计数器清零等待下次闸门打开再次测量。5显示电路显示电路可选择的器件也较多，可选用74LS48配合共阴极七段LED显示数码管，完成译码显示，也可选用74LS247配合共阳极七段LED显

5、示数码管，完成译码显示。四、设计（研究）步骤选择总体方案设计单元电路选择元器件计算参数画总体电路图初稿审 图实 验画正式的总体电路图五、时间安排（1）星期一上午首先由教师讲解课程设计的基本步骤、数字电子电路的设计方法、主要元器件的类型及选择方法、注意事项等等，然后布置设计任务，下达设计任务书。（2）星期一下午 学生查阅资料，确定频率计的总体方案。（3）星期二 单元电路的设计。（4）星期三 对电路进行计算机分析和设计（5）星期四 写总结报告即设计说明书和绘电路图（6）星期五进行设计总结，采用主动申请答辩、点名答辩和教师讲评等手段进行设计总结。六、解决思路和方案比较 根据频率的定义，它是周期信号在

6、单位时间内的变化次数，单位为赫（Hz ）。1 方案一 先测量信号的周期，然后再取倒数得频率。这种方案可用于带CPU的低频信号测量，它反应速度快，但需要进行数学计算，用数字逻辑电路实现较复杂。2方案二计录1秒内信号的变化次数，就可得到信号的频率。 这样，频率计的核心就是计数器和秒脉冲信号发生器，辅助电路有闸门信号、锁存器、显示电路等，组成如图所示。工作过程为：由单位时间脉冲控制闸门电路，使被测脉冲信号在单位时间（如1s）内通过闸门，经计数器计数，在单位时间脉冲结束时，关闭闸门，控制电路控制完成计数值并锁存。之后将计数器清零，为下一次计数做好准备，锁存器数据直接送译码显示，完成了基本频率计功能。 方案二实现比较简洁，但是被测信号不能太低，一般要高于几十赫。七、成绩评定1. 理论设计与总结报告内容（1） 方案论证；（2） 电路工作原理分析；（3） 单元电路设计计算；（4） 元器件的选择；（5） 总电路工作原理分析；（6） 画出总电路图，