数控频率计
数控频率计
一、任务
用单片机制作一台数控频率计
二、要求
1、基本要求：
1）、可以选择不同的频率范围。
2）、测量波形为三角波或矩形波。
3）、测量波形频率范围为0 ~ 100KHZ，幅值为TTL电平。4）、使用数码管显示出实时频率值。
5）、其他扩展功能。
2、发挥部分：
1）、测量范围可扩展到4MHZ，或者更高。
2）、测量波形可为任意波形。
3）、测量波形的幅值为1 ~ 5V峰峰值。
4）、其他扩展功能。
三、评分标准
简易数字频率计
4.2.3简易数字频率计电路设计 数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波、方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。 一、设计目的 1. 了解数字频率计测量频率与测量周期的基本原理； 2. 熟练掌握数字频率计的设计与调试方法及减小测量误差的方法。 二、设计任务与要求 要求设计一个简易的数字频率计，测量给定信号的频率，并用十进制数字显示，具体指标为： 1.测量范围：1HZ—9.999KHZ，闸门时间1s； 10 HZ—99.99KHZ，闸门时间0.1s； 100 HZ—999.9KHZ，闸门时间10ms； 1 KHZ—9999KHZ，闸门时间1ms； 2.显示方式：四位十进制数 3. 当被测信号的频率超出测量范围时,报警. 三、数字频率计基本原理及电路设计 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 fx=N/T 。因此，可以将信号放大整形后由计数器累计单位时间内的信号个数，然后经译码、显示输出测量结果，这是所谓的测频法。可见数字频率计主要由放大整形电路、闸门电路、计数器电路、锁存器、时基电路、逻辑控制、译码显示电路几部分组成，总体结构如图4-2-6：
图4-2-6数字频率计原理图 从原理图可知，被测信号Vx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，具有固定宽度T的方波时基信号II作为闸门的一个输入端，控制闸门的开放时间，被测信号I从闸门另一端输入，被测信号频率为fx,闸门宽度T，若在闸门时间内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率fx=N/THz。可见，闸门时间T决定量程,通过闸门时基选择开关选择,选择T大一些,测量准确度就高一些,T小一些,则测量准确度就低.根据被测频率选择闸门时间来控制量程.在整个电路中,时基电路是关键,闸门信号脉冲宽度是否精确直接决定了测量结果是否精确.逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲Ⅳ，使显示器上的数字稳定；二是产生清“0”脉冲Ⅴ，使计数器每次测量从零开始计数。 1.放大整形电路 放大整形电路可以采用晶体管 3DGl00和74LS00，其中3DGl00组成放大器将输入频率为fx的周期信号如正弦波、三角波等进行放大。与非门74LS00构成施密特触发器，它对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。 2.时基电路 时基电路的作用是产生标准的时间信号，可以由555组成的振荡器产生，若时间精度要求较高时，可采用晶体振荡器。由555定时器构成的时基电路包括脉冲产生电路和分频电路两部分。 （1）555多谐振荡电路产生时基脉冲 采用555产生1000HZ振荡脉冲的参考电路如图4-2-7所示。电阻参数可以由振荡频率计算公式f=1.43/((R1+2R2)*C)求得。 （2）分频电路 由于本设计中需要1s、0.1s、10ms、1ms四个闸门时间，555振荡器产生1000HZ，周期为1ms的脉冲信号，需经分频才能得到其他三个周期的闸门信号，可采用74LS90分别经过一级、二级、三级10分频得到。 图4-2-7 555多谐振荡电路 3. 逻辑控制电路 在时基信号II结束时产生的负跳变用来产生锁存信号Ⅳ，锁存信号Ⅳ的负跳变又用来产生清“0”信号V。脉冲信号Ⅳ和V可由两个单稳态触发器74LSl23产生，它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。触发脉冲从B端输入时，在触发脉冲的负跳变作用下，输出端Q可获得一正脉冲, Q非端可获得一负脉冲，其波形关系正好满足Ⅳ和V的要求。手动复位开关S按下时，计数器清“ 0 ”。参考电路如图4-2-8 图4-2-8数字频率计逻辑控制电路 4.锁存器 锁存器的作用是将计数器在闸门时间结束时所计得的数进行锁存，使显示器上能稳定地显示此时计数器的值．闸门时间结束时，逻辑控制电路发出锁存信号Ⅳ，将此时计数器的值送译码显示器。选用8D锁存器74LS273可以完成上述功能．当时钟脉冲CP的正跳变来到时，锁存器的输出等于输入，即Q=D。从而将计数器
频率计
51单片机液晶显示数字频率计 摘要 在电子领域内,频率是一种最基本的参数,并与其他许多电参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的关系。由于频率信号抗干扰能力强、易于传输，可以获得较高的测量精度。因此,频率的测量就显得尤为重要，测频方法的研究越来越受到重视。 频率计作为测量仪器的一种，常称为电子计数器，它的基本功能是测量信号的频率和周期频率计的应用范围很广,它不仅应用于一般的简单仪器测量,而且还广泛应用于教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等其它领域。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子侧量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代侧量仪器。频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。目前,市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计,但价格不菲。 为适应实际工作的需要,本次设计给出了一种较小规模和单片机(AT89S52)相结合的频率计的设计方案,不但切实可行,而且体积小、保密性强、设计简单、成本低、精度高、可测频带宽，大大降低了设计成本和实现复杂度。频率计的硬件电路是用Protel绘图软件绘制而成，软件部分的单片机控制程序，是以KeilC做为开发工具用C语言编写而成，而频率计的实现则是选用Ptotues仿真软件来进行模拟和测试。
目录 1 绪论 (1) 1.1 课题的引入 (1) 1.2 产生背景 (1) 1.3 国内外研究现状 (2) 1.4 单片机频率计设计的目的及意义 (3) 2 频率计总体方案设计 (4) 2.1 频率计设计原理 (4) 2.1.1 频率检测实现方法 (4) 2.1.2 频率计测频原理 (4) 2.2 设计思路及方法 (5) 3.2.1 频率计方案概述 (5) 3.2.2 频率计的量程自动切换 (6) 3 系统的硬件设计 (7) 3.3LCD1602显示电路 (8) 3.3.2 控制器接口及时序 (9) 3.3.3 频率计硬件电路整体设计 (10) 4 系统的软件程序介绍 4.1Keil C简介 (11) 4.2 频率计程序的建立过程 (17) 5程序 (18) 参考文献 (25)
VC2000智能频率计使用说明书06.5.7
VC2000智能频率计使用说明书 一、概述 VC2000智能频率计是多功能智能仪器,具有:频率测量、脉冲计数，及晶体测量等功能，并有4档时间闸门5档功能选择，和8位LED高亮度显示。 本频率计是一个10HZ——2400MHZ的多功能智能频率计。 全部功能是用一个单片微控制器（CPU）来完成的。本仪器是智能数字化仪器，晶体有恒温控控制线路，降低了温度漂移造成的测量误差，本机有工作状态记忆功能，每次开机后均可按上次所设置的功能工作。整机性能稳定，功能齐全，是一种高性能，低价位的理想智能数字化仪器。 二、技术条件及说明 1．测量 （1）、输入端口 本机有3个输入通端口 1．A端口为50MHZ—2400MHZ的高频通道端口 2．B端口为10MHZ-50MHZ的低频通道端口 3．晶振端口为晶体测量端口 （2）、频率测量 1．量程 共有5个档位，第1—3档测频率，第4档测累计计数，第5档测晶体 档位1 50MHZ—2400MHZ由A端口输放 档位2 4MHZ—50MHZ由B端口输放 档位3 10HZ—4MHZ由B端口输入 2．分辨率 3．闸门时间:0.1秒、1.0 秒、5.0秒、10秒，可任选。 3．精度：基准时间误差*被测频率±1个字。 （3）累计测量 档位4，B输入端口；分辨计：±1个字计数频率范围：10HZ—4HZ （4）晶体测量 档位5，由面板晶体振槽插入，测试范围：3.5MHZ—16MHZ 2．输放特性 通道A输放灵敏度25mVrms/200mVrms；阻抗约50 欧；最大安全电压为3V
通道B输放灵敏度：第二档：25mVrms/80mVrms；第三档：10mVrms/30mVrms；阻抗约1兆欧（少于35Pf）；最大安全电压为30V 3．时基： 短期稳定度：±3*10-9/秒；长稳定度：±210-5/月；温度：±1*10-5 10℃--40℃ 4．显示 为8位LED高亮度显示并带有频率、计数、晶振、KHZ、MHZ等显示以及各档位和时间闸门的LED显示。 5．电源：幅度AC 220V/110V±10%；频率50HZ/60HZ 6．温度使用范围–5℃-50℃；存放和运输：–40℃-60℃ 7．湿度：10—90%RH 存放5—90%RH。 8．预热时间：20分钟 9．尺寸：270mm*215mm*100mm 10．重量约1550g 第二章操作说明 一。使用要求。 （1）电源要求：AC 220V/110V±10%、50HZ/60HZ最大消耗功率为5W。 （2）预热要求：测量前应预热20分钟以保证晶体振荡器的频率稳定。 二．面板说明 正面：晶振键、闸门键、档位键、确定键、复位键、晶振插槽、晶振指示灯、MHZ指示灯、KHZ指示灯、LED显示器、计数指示灯、频率指示灯、B端口（10HZ—50MHZ）、A端口（50MHZ—2.4GHZ）；背面：电源开关、电源转换开关（A V220V/110V）；电源插座；保险丝座。 正面板说明： 晶振按键：用于测量晶振的按键，当测晶振时将被测晶振插入面板右下方的晶振插槽，并同时按下此键才能测试晶体，没测晶振时一定要再按此键一闪，使振荡线路停振，以确保不对外界产生干扰。 闸门按键：用于设置测量时的不同计数周期（产生相应的分辨率）。共设有4个闸门时间即0.1s 、1S、5S、10S（S=秒） 档位按键：共设置5个档位 档位1：50MHZ—2400MHZ量程A通道，测量单位显示“MHZ”（窗口后部显示） 档位2：4MHZ—50MHZ量程B通道，测量单位显示“MHZ”（窗口后部显示） 档位3：10HZ—4MHZ量程B通道，测量单位显示“KHZ”（窗口后部显示） 以上三档为测量频率档位，“频率”指示类亮。（在窗口前端） 档位4：累积计数测量，B通道输入，此时“计数”灯亮。 档位5：测试晶体，晶振插槽插入，此时“晶振”灯亮，测量单位显示“KHZ”。 每次选择好闸门，档位后再按下“确定”键后，频率计即刻开始工作，每次开机或“复位”键后，仪器自动进入上次按“确定”后的工作状态。 复位按键：当仪器出现非正常状态时，按一下该键，则仪器可恢复正常工作。 B通道：档位2、3、4输放最大幅小于30V。 A通道：档位1输入端口，输放最大幅度不于3V。 后面板说明： 电源开关 电源转换开关：A V220V/110V可转换 电源插座
简易数字频率计设计
简易数字频率计设计报告 设计内容： 1、测量信号：方波、正弦波、三角波； 2、测量频率范围: 1Hz~9999Hz； 3、显示方式：4位十进制数显示； 4、时基电路由由555构成的多谐振荡器产生（当标准时间的精度要求较高时，应通过晶体振荡器分频获得）； 5、当被测信号的频率超出测量范围时，报警。 设计报告书写格式： 1、选题介绍和设计系统实现的功能； 2、系统设计结构框图及原理； 3、采用芯片简介； 4、设计的完整电路以及仿真结果； 5、Protel绘制的电路原理图； 6、制作的PCB； 7、课程设计过程心得体会（负责了哪些内容、学到了什么、遇到的难题及解决方法等）。 电子课程设计过程： 系统设计→在Multisim2001下仿真→应用Protel 99SE绘制电路原理图→制作PCB →撰写设计报告
简易数字频率计课程设计报告 第一章技术指标 1.1整体功能要求 1.2系统结构要求 1.3电气指标 1.4扩展指标 1.5设计条件 第二章整体方案设计 2.1 算法设计 2.2 整体方框图及原理 第三章单元电路设计 3.1 时基电路设计 3.2闸门电路设计 3.3控制电路设计 3.4 小数点显示电路设计 3.5整体电路图 3.6整机原件清单 第四章测试与调整 4.1 时基电路的调测 4.2 显示电路的调测 4-3 计数电路的调测 4.4 控制电路的调测 4.5 整体指标测试 第五章设计小结 5.1 设计任务完成情况 5.2 问题及改进
5.3心得体会附录 参考文献
第一章技术指标 1.整体功能要求 频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲等周期信号的频率值。其扩展功能可以测量信号的周期和脉冲宽度。 2.系统结构要求 数字频率计的整体结构要求如图所示。图中被测信号为外部信号，送入测量电路进行处理、测量，档位转换用于选择测试的项目------频率、周期或脉宽，若测量频率则进一步选择档位。 数字频率计整体方案结构方框图 3.电气指标 3.1被测信号波形：正弦波、三角波和矩形波。 3.2 测量频率范围：分三档： 1Hz~999Hz 0.01kHz~9.99kHz 0.1kHz~99.9kHz 3.3 测量周期范围：1ms~1s。 3.4 测量脉宽范围：1ms~1s。 3.5测量精度：显示3位有效数字（要求分析1Hz、1kHz和999kHz的测量误 差）。 3.6当被测信号的频率超出测量范围时,报警. 4.扩展指标 要求测量频率值时，1Hz~99.9kHz的精度均为+1。
SP2271数字超高频毫伏表频率计使用说明书..
目录 第一章概述1第二章工作特性 2 2.1 毫伏表 2 2.2 频率计 3 2.3 基准输出 3 2.4 远控功能 3 2.5 其它 4 第三章面板说明 5 3.1 前面板 5 3.2 后面板10 第四章使用说明11 4.1 测量前的工作11 4.2 电压输入通道测量12 4.3 系统设置14 第五章远程控制17 5.1 遥控操作前的准备工作17 5.2 命令格式说明18 5.3 命令简介19 5.4 命令详解20 第六章注意事项24 第七章附件清单26
SP2271是一种新型的采用微处理器控制的智能化数字超高频毫伏表/频率计，该仪器采用检波放大工作原理，能测量10kHz~1000MHz 的正弦电压。测量电压范围800μVrms~10Vrms、分辨率1μV、准确度优于±2%。 本仪器采用高亮度VFD显示，读数清晰、亮度高、寿命长，该机具有频率响应良好、驻波系数小、灵敏度高、功耗低、体积小、重量轻等特点。仪器能自动调零，测量电压时既可以选择自动量程也可以选择手动测量量程，仪器带有RS232接口，可进行远程测量控制。 该仪器是生产车间和实验室超高频电压计量测试的必备仪器（如超高频标准信号源输出电压频响的计量测试）。该仪器测量的稳定性好、分辨率高、重复性好，可用于计量信号源输出电压的误差和稳定性，同时也能用于10kHz到1GHz超高频电压计量工作传递标准，也可用于自动测试系统中测试高频电压。 该仪器可选配10kHz~1000MHz频率插件，使该机一机两用，可作为10kHz~1000MHz频率计使用。 该仪器按GB6587.1-86“电子测量仪器环境试验总纲”的规定属于第Ⅱ组仪器。（额定使用上限温度试验按SJ2314-83的3.15规定湿度为80%）。
自适应频率计设计说明书
自适应数字频率计 设 计 说 明 书 负责人：张赟颍 队员：黄蜀宾、熊华竞
目录 1、项目介绍................................................................................................................................ - 1 - 2、制作流程图............................................................................................................................ - 1 - 2.1 项目制作流程如下：................................................................................................... - 1 - 2.2 项目时间进度安排如下：........................................................................................... - 1 - 3、系统功能分析........................................................................................................................ - 2 - 3.1 系统的功能模块框图................................................................................................... - 2 - 3.2 分频模块....................................................................................................................... - 3 - 4.选频模块: ......................................................................................................................... - 5 - 5. 控制模块......................................................................................................................... - 7 - 6 数码管显示.................................................................................................................... - 13 - 7、软件设计.............................................................................................................................. - 13 - 7.1 软件流程图................................................................................................................. - 13 - 8.软件代码介绍......................................................................................................................... - 14 - 9、附件...................................................................................................................................... - 19 - 9.1 系统的原理图............................................................................................................. - 19 - 系统PCB图...................................................................................................................... - 20 -
数字频率计的设计
长安大学 电子技术课程设计 数字频率计的设计 专业： 班级： 姓名 指导教师： 日期：
目录 引言 第一章系统概述 一、设计方案的选择 1、计数法 2、计时法 二、整体框图及原理 第二章单元电路设计 一、放大电路设计 二、闸门电路设计 三、时基电路设计 四、控制电路设计 五、报警电路设计 六、整体电路图 七、整机元件清单 第三章设计小结 一、设计任务完成情况 二、问题及改进 三、心得体会 鸣谢 附录
引言 题目：数字频率计的设计 初始条件： 本设计可以使用在数模电理论课上学过或没学过的集成器件和必要的门电路构建简易频率计，用数码管显示频率计数值。 要求完成的主要任务： ①设计一个频率计。要求用4位7段数码管显示待测频率，并用发光二极管表示单位。 ②测量频率的范围：100hz—100khz。 ③测量信号类型：正弦波和方波。 ④具有超量程报警功能。 摘要： 本次课程设是基于TTL系列芯片的简易数字频率计,数字频率计应用所学的数字电路和模拟电路的知识进行设计。在设计过程中，所有电路仿真均基于Multisim仿真软件。本课程设计介绍了简易频率计的设计方案及其基本原理，并着重介绍了频率计各单元电路的设计思路，原理及仿真，整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。设计共有三大组成部分：一是原理电路的设计，本部分详细讲解了电路的理论实现，是关键部分；二是性能测试，这部分用于测试设计是否符合任务要求。三是是对本次课程设计的总结。 关键字：频率计、TTL芯片、时基电路、逻辑控制、分频、计数、报警
第一章系统概述 一、设计方案的选择 信号的频率就是信号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。测量频率的基本方法有两种：计数法和计时法，或称测频法和测周期法。 1、计数法 计数法是将被测信号通过一个定时闸门加到计数器进行计数的方法，如果闸门打开的时间为T，计数器得到的计数值为N1，则被测频率为f=N1/T。改变时间T，则可改变测量频率范围。如图（1-1-1） 计数值N1 被测信号 标准闸门 T 图 1-1-1 测频法测量原理 设在T期间，计数器的精确计数值应为N,根据计数器的计数特性可知，N1的绝对误差是N1=N+1,N1的相对误差为δN1=(N1-N)/N=1/N。由N1的相对误差可知，N的数值愈大，相对误差愈小，成反比关系。因此，在f以确定的条件下，为减少N的相对误差，可通过增大T的方法来降低测量误差。当T为某确定值时（通常取1s），则有f1=N1,而f=N，故有f1的相对误差：δf1=(f1-f)/f=1/f 从上式可知f1的相对误差与f成反比关系，即信号频率越高，误差越小；而信号频率越低，则测量误差越大。因此测频法适合用于对高频信号的测量，频率越高，测量精度也越高。
简易频率计课程设计
目录 1 技术要求及系统结构 (1) 1.1技术要求 (1) 1.2系统结构 (1) 2设计方案及工作原理 (2) 2.1 算法设计 (2) 2.2 工作原理 (3) 3组成电路设计及其原理 (6) 3.1时基电路设计及其工作原理 (6) 3.2闸门电路设计 (7) 3.3控制电路设计 (8) 3.4小数点控制电路 (9) 3.5整体电路 (10) 3.6 元件清单 (10) 4设计总结 (11) 参考文献 (11) 附录1 (12) 附录2 (17)
摘要 简易数字频率计是一种用四位十进制数字显示被测信号频率（1Hz—100KHz）的数字测量仪器.它的基本功能是测量正弦波，方波，三角波信号，有四个档位（×1，×10，×100，×1000），并能使用数码管显示被测信号数据，本课程设计讲述了数字频率计的工作原理以及其各个组成部分，记述了在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及在设计过程中的分析，以确保设计出的频率计成功测量被测信号。 关键词：简易数字频率计十进制信号频率数码管工作原理 1技术要求及结构 本设计可以采用中、小规模集成芯片设计制作一个具有下列功能的数字频率测量仪。 1.1技术要求 ⑴要求测量频率范围1Hz－100KHz，量程分为4档，即×1、×10、×100、×1000。 ⑵要求被测量信号可以是正弦波、三角波和方波。 ⑶要求测试结果用数码管表示出来，显示方式为4位十进制。 1.2 系统结构 数字频率计的整体结构要求如图1-1所示。图中被测信号为外部信号，送入测量电路进行处理、测量，档位转换用于选择测试的项目------频率、周期或脉宽，若测量频率则进一步选择档位。 图1-1 数字频率计系统结构框图 2 设计方案及工作原理 2.1 算法设计
数字频率计
数字频率计 摘要：频率计基于电子设计技术，实现了在一片现场可编程门阵列上的数字频率计的设计，也是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域可缺少的测量仪器。以FPGA（Field Programmable Gate Array）为核心，基于Verilog HDL语言来设计与传统的方法相比，有外围电路简单，设计周期短，易于修改和设计等优点。该频率计具有频率测量周期测量占空比测量等多种用途。 关键词：FPGA；Verilog HDL；数字频率计；频率测量；占空比测量 The Design of Digital Frequency Meter ABSTRAC Digital frequency meter based on EDA technique has realised the design of FPGA(Field Programmable Gate Array).It is the indispensable measure instrument in scienece and research production fields , including the computer, communication equipment, audio video .The function of Digital frequency meter is designed and realised by foucing on FPGA and on the basis of Verilog HDL language. Compared with traditional method,it has the merit of simple peripheral circuit,short design period and easy amendment.The digital frequency meter can be used for measuring frequency ,period,duty ratio,etc. Keyword: FPGA；Verilog HDL；Digital frequency meter；Frequency measurement；Measurement of duty ratio
频率计(1)
课程设计说明书 课程设计名称：数字电路课程设计 课程设计题目：数字频率计 学院名称：信息工程学院 专业：电子信息工程班级： ******* 学号： ****** 姓名： ***** 评分：教师： ****** 20 11 年 10 月 5 日
数字电路课程设计任务书 20 11 －20 12 学年第 1 学期第 1 周－ 2 周 题目数字频率计 内容及要求 基本要求：采用基本数字集成电路设计制作——简易数字频率计，要求测量频率范围为0—9999Hz，测量分辨率为10Hz，并使用LED数码管显示。 提高要求：1、讨论测量误差的形成原因并提出改进方案2、提高测频范围的方案3、输入保护4、输入信号为正弦波、三角波、方波的情况 进度安排 1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备：第一周2天； 2. 领元器件、焊接、制作：第一周3天 3．调试：第二周2天 4. 验收：第二周0.5天 5.写报告：本学期3～7周 学生姓名：郭健 指导时间2011.8.29-2011.9.10 指导地点： E 楼 311室任务下达2011年 8 月 29 日任务完成2011 年 9 月日考核方式 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作□ 4.其它□ 指导教师王忠华系（部）主任
摘要 数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号的频率的一种测量装置。它不仅可以测量方波、正弦波、三角波尖脉冲信号和其他具有周期性信号的频率，而且，还可以测量它们的周期。经过改良，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉冲宽度测量仪，可以测量电容，做成数字式电容测量仪。在电路中增加传感器等元器件，还可以做成数字式脉搏仪、计价器等等。因此，数字频率计在测量物理信号与电量信号方面有非常广泛的应用。数字频率计是计算机、通信设备、音频视频等科研领域设计生产必不可少的测量仪器。本设计是采用CD4017与CD4511芯片进行对被测信号的控制与计数，从而通过译码器与数码管的显示。本设计具有体积小、功耗低、结构简单、读数直观、可靠性高等特点。 关键字：整形电路、逻辑控制电路、译码显示电路 目录 一、前言………………………………………………………………………… 二、设计要求…………………………………………………………………………
简单频率计的制作
一．设计的基本原理和框图 1.1基本原理： 数字频率计是用数字显示被测信号的频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或者其他周期性变化的信号，它的基本原理是时基信号发生器提供标准的时基脉冲信号，若其周期为1s则门控电路的输出信号持续时间亦准确到1s。闸门电路有标准秒信号控制，当秒信号到来时闸门开通，信号通过闸门送到计数译码显示电路，秒信号结束时闸门关闭，计数器停止计数，由于计数器记得脉冲数N 的是一秒内的累积数，所以被测频率是NHZ。闸门时间可以取大于或者小于1秒的值，测得的频率时间间隔与闸门时间的取值成正比，在这里取的闸门时间为1s。 在此，数字频率计由分频器，片选电路，计数器，锁存器，译码电路和显示电路作为主要组成部分。 1.2设计框图如图1.1所示：
图1.1 二．单元电路设计 2.1分频电路模块 分频器在总电路中有两个作用。由总图框图中分频器有两个输出，一个给计数器，一个给锁存器。时钟信号经过分频电路形成了20分频后的门信号。另一个给锁存器作锁存信号，当信号为低电平时就锁存计数器中的数。 分频电路图如图2.1 图2.1 分频电路图 2.2片选信号电路模块 这个电路有两个用途：一是为后面的片选电路产生片选信号，二是为译码模块提供选择脉冲信号。 电路图如图2.2
图2.2 片选信号电路图 2.3计数器模块 计数器模块为该电路中的核心模块，它的功能是：当门信号为上升沿时，电路开始计算半个周期内被测信号通过的周期数，到下升沿后结束。然后送给锁存器锁存。 计数器电路图如图2.3所示： 图2.3 计数器电路图 2.4锁存器模块 在分频信号的下降沿到来时，锁存器将计数器的信号锁存，然后送给编译模块中。其电路图如图2.4所示：
SP2271数字超高频毫伏表频率计使用说明书
目录 第一章概述1 第二章工作特性 2 2.1 毫伏表 2 2.2 频率计 3 2.3 基准输出 3 2.4 远控功能3 2.5 其它 4 第三章面板说明 5 3.1 前面板 5 3.2 后面板 10 第四章使用说明11 4.1 测量前的工作11 4.2 电压输入通道测量 12 4.3 系统设置 14 第五章远程控制17 5.1 遥控操作前的准备工作 17 5.2 命令格式说明 18
5.3 命令简介 19 5.4 命令详解 20 第六章注意事项24 第七章附件清单26
SP2271是一种新型的采用微处理器控制的智能化数字超高频毫伏表/频率计，该仪器采用检波放大工作原理，能测量10kHz~1000MHz 的正弦电压。测量电压围800μVrms~10Vrms、分辨率1μV、准确度优于±2%。 本仪器采用高亮度VFD显示，读数清晰、亮度高、寿命长，该机具有频率响应良好、驻波系数小、灵敏度高、功耗低、体积小、重量轻等特点。仪器能自动调零，测量电压时既可以选择自动量程也可以选择手动测量量程，仪器带有RS232接口，可进行远程测量控制。 该仪器是生产车间和实验室超高频电压计量测试的必备仪器（如超高频标准信号源输出电压频响的计量测试）。该仪器测量的稳定性好、分辨率高、重复性好，可用于计量信号源输出电压的误差和稳定性，同时也能用于10kHz到1GHz超高频电压计量工作传递标准，也可用于自动测试系统中测试高频电压。 该仪器可选配10kHz~1000MHz频率插件，使该机一机两用，可作为10kHz~1000MHz频率计使用。 该仪器按GB6587.1-86“电子测量仪器环境试验总纲”的规定属于第Ⅱ组仪器。（额定使用上限温度试验按SJ2314-83的3.15规定湿度为80%）。
简易数字频率计
宁波工程学院 电子信息工程学院 课程设计报告 课程设计题目：简易数字频率计 起讫时间：2011年05月23日至2011年06月03日
目录第一章技术指标 1.1整体功能要求 1.2电气指标 1.3扩展指标 1.4设计条件 第二章整体方案设计 2.1 算法设计 2.2 整体方框图 2.3 计数原理 第三章单元电路设计 3.1 波形变换电路 3.2 闸门电路设计 3.3小数点显示电路设计 第四章测试与调整 4.1 硬件测试与调整 4.2 软件测试与调整 4.3 整体指标测试 第五章设计小结 5.1 设计任务完成情况 5.2 问题及改进 5.3心得体会 附录
第一章技术指标 1.1整体功能要求 设计并制作一台数字显示的简易频率计，主要用于测量正弦波、方波等周期 信号的频率值。 1.2 电气指标 1.2.1 信号波形：方波； 1.2.2 信号幅度;TTL电平； 1.2.3 信号频率：100Hz～9999Hz； 1.2.4 测量误差：≤1%； 1.2.5 测量时间：≤1s／次，连续测量； 1.2.6 显示：4位有效数字，可用数码管，LED或LCD显示。 1.3扩展指标 1.3.1 可以测量正弦波信号的频率，电压峰－峰值VPP=0.1～5V； 1.3.2 方波测量时频率测量上限为3MHz，测量误差≤1%； 1.3.3 正弦（Vopp=0.1V~5V）测量时频率测量上限为3MHz，测量误差≤1%； 1.3.4量程自动切换，且自动切换为四位有效数字输出； 1.4设计条件 1.4.1 电源条件：+5V。 1.4.2开发平台：本系统以高速SOC单片机C8051F360和FPGAEP2C8T144为 核心，主要包括9个模块，其主要配置见表1-1。 表1-1数字电子系统设计实验平台模块一览 型号名称主要配置 MCU模块SOC单片机8051F360,CPLD芯片EMP3064TC44 74151 FPGA模块EMP3064TC44,串行配置芯片，JTAG和AS配置 接口 74153 LCD和键盘模块12864中文液晶，16个按键 7404 8位高速A/D模块30MHz8位A/D转换器ADS930,信号调理电路4518 10位高速D/A模块双路100MHz10位D/A转换器THS5651,差分放 大电路，反相器
数字频率计的说明书
目录页数 1. 产品介绍................................................................................. 1-1.简述……….………………………………………………. 1-2.特性…...…………………………………………………... 1 1 1 2. 技术规格 (2) 3. 使用前之注意事项……………………………….…………... 3-1.拆开包装…………………..………………….…………... 3-2.使用电源…………………...…………………..…………. 3-3.设备安装和操作………………………...………………... 3-4.预备工作………………………………………………….. 3 3 3 4 4 4. 面板介绍 (5) 5. 应用……………………………………………………………. 5-1.灵敏度………..…………………………………………… 5-2.输入灵敏度特性………………...………………………... 5-3.最大输入电压…………..………………………………... 5-4.典型应用………………………………………………….. 7 7 10 11 11 6. 电路描述…………………..……………………………...…... 6-1.工作原理……………………………..………………….... 6-2.频率测量精度 (13) 13 14 7. 维护……………..…………………………………………….. 7-1.标准的校准方法………………….……………………… 7-2.清洁…..…………………………………………………... 18 18 18
频率测量方法
0引言 随着无线电技术的发展与普及，"频率"已经成为广大群众所熟悉的物理量。而单片机的出现，更是对包括测频在内的各种测量技术带来了许多重大的飞跃，然而，小体积、价廉、功能强等优势也在电子领域占有非常重要的地位。为此．本文给出了一种以单片机为核心的频率测量系统的设计方法。 1 测频系统的硬件结构 测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种。无源测频法(又可分为谐振法和电桥法)，常用于频率粗测，精度在1％左右。有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象，再通过检测零拍现象进行测频，常用于低频测量，误差在零点几Hz；后者则利用两个非线性信号叠加来产生差频现象，然后通过检测零差现象进行测频，常用于高频测量，误差在±20 Hz左右。以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足，而电子计数法主要通过单片机进行控制。由于单片机的较强控制与运算功能，电子计数法的测量频率范围宽，精度高，易于实现。本设计就是采用单片机电子计数法来测量频率，其系统硬件原理框图如图1所示。 为了提高测量的精度，拓展单片机的测频范围，本设计采取了对信号进行分频的方法。设计中采用两片同步十进制加法计数器74LS160来组成一个100分频器。该100分频器由两个同步十进制加法计数器74LS160和一个与非门74LS00共同设计而成。由于一个74LS160 可以分频十的一次方，而当第一片74LS160工作时，如果有进位，输出端TC便有进位信号送进第二片的CEP端，同时CET也为高电平，这样两个工作状态控制端CET、CEP将同时为高电平，此时第二片74LS160将开始工作。 2 频率测量模块的电路设计 用单片机电子计数法测量频率有测频率法和测周期法两种方法。测量频率主要是在单位定时时间里对被测信号脉冲进行计数；测量周期则是在被测信号一个周期时间里对某一基准时钟脉冲进行计数。 2．1 8051测频法的误差分析 电子计数器测频法主要是将被测频率信号加到计数器的计数输入端，然后让计数器在标准时间Ts1内进行计数，所得的计数值N1。与被测信号的频率fx1的关系如下：
HC-F1000L多功能频率计使用说明
HC－F1000L多功能计数器 概述 HC－F1000L／M多功能计数器（以下简称本仪器）是采用单片机对测量进行智能化控制和数据处理的多功能计数器，测量范围为数码管进行显示，具有四种测量功能，采用低功耗线路设计。实现全频段等精度测量。等数位显示（本机基础为10MHz等精度计数器）。内部晶体振荡器稳定性高，保证仪器的测量精度和全输入信号的测量。具有体积小、灵敏度高、极高的性能价格比等优点。 本仪器有四个主要功能：A通道测频、通道测频、A通道测周期及A通道具有输入信号衰减、低通滤器功能。 本仪器可广泛应用于实验室、工矿企业、大专院校、生产调试以及无线通信设备维修之用。高灵敏度的测量设计可满足通信领域超高频信号的正确测量，并取得最好的测量效果。在使用本仪器以前，建议通道并弄懂本说明书，以便正确操作。 技术参数 2.1频率测量范围 A通道：1z~100MHz B通道：100MHz~1000MHz（最高可达1200NHz） 2.2周期测量范围（仅限于A 通道） A通道：1Hz~10MHz 2.3计数频率及容量（仅限于A 通话） 频率：1Hz~10MHz 容量：108－1 2.4输入阻抗 A通道：R≈1MΩ C≤35P f B通道：50Ω 2.5输入灵敏度 A通道：1Hz~10Hz 优于50mVrms（仅供参考） 10Hz~80MHz 优于20mVrms 80Hz~100MHz 优于30mVrms B通道：100Hz~1000MHz 优于20mVrms 1000Hz~1200MHz 优于50mVrms（仅供参考） 2.6闸门时间预选：0.01s；1 s或保持 2.7输入衰减（仅限于通道） A通道：×1或20固定 2.8输入低通滤波器（仅限于A 通道） 2.8.1截止频率：≈100KHz 2.8.2衰减：≈3Db（100 KHz频率点，输入幅度不得<30mVrms） 2.9最大安全电压 A通道：250V（直流和交流之和；衰减置×20档） B通道：3V 2.10准确度 ±时基准确度±触发误差×被测频率（或被测周期）±LSD 其中：LSD＝×被测―――频率（或被测周期）
数字频率计的设计说明书
数显频率计设计任务书 ⑴硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计。 ⑵软件设计：根据硬件设计完成显示功能要求，完成控制软件的编写与调试； ⑶功能要求：用89C51单片机的定时器/计数器的定时和计数功能，外部扩展6 位 LED数码管，要求累计每秒进入单片机的外部脉冲个数，用LED数码 管显示出来。
目录 摘要............................................................................................................ .. (4) 1. 绪论............................................................................................................ . (4) 2. 设计要求及方案选 (6) 1.1 设计要求 (6) 1.2 方案选择 (6) 3．系统电路设计 (7) 3.1 基于单片机的数字频率计的原理 (7) 3.2 单片机的概述及引脚说明 (8) 3.3 单片机的最小系统 (9) 3.4 单片机的定时\计数 (9) 3.5 定时器\计数器的四种工作方式 (10) 3.6 主要程序段及软件流程图设计 (12) 3.6.1 流程图 (12) 3.6.2 源程序 (14) 结论............................................................................................................ (16) 致谢......................................................................................................... .. (17) 参考文献................................................................................................................. . (18) 附录........................................................................................................... .. (19)