文档介绍：简易数字频率计设计
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
第二章整体方案设计
算法设计
整体方框图及原理
第三章单元电路设计
时基电路设计
小数点显示电路设计
第四章测试与调整
时基电路的调测
显示电路的调测
4-3 计数电路的调测
控制电路的调测
整体指标测试
第五章设计小结
设计任务完成情况
问题及改进
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
:正弦波、三角波和矩形波。
测量频率范围:分三档:
1Hz~999Hz
~
~
测量周期范围:1ms~1s。
测量脉宽范围:1ms~1s。
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)。
,报警.
要求测量频率值时,1Hz~+1。
电源条件:+5V。
可供选择的元器件范围如下表
门电路、阻容件、发光二极管和转换开关等原件自定。
第二章整体方案设计
算法设计
频率是周期信号每秒钟内所含的周期数值。可根据这一定义采用如图
2-1所示的算法。图2-2是根据算法构建的方框图。
被测信号
图2-2 频率测量算法对应的方框图在测试电路中设置一个闸门产生电路,用于产生脉冲宽度为1s的闸门信号。改闸门信号控制闸门电路的导通与开断。让被测信号送入闸门电路,当1s闸门脉冲到来时闸门导通,被测信号通过闸门并到达后面的计数电路(计数电路用以计算被测输入信号的周期数),当1s闸门结束时,闸门再次关闭,此时计数器记录的周期个数为1s内被测信号的周期个数,即为被测信号的频率。测量频率的误差与闸门信号的精度直接相关,因此,为保证在
1s内被测信号的周期量误差在10 3量级,则要求闸门信号的精度为10 ?量级。例如,当被测信号为1kHz时,在1s的闸门脉冲期间计数器将计数1000次,由于闸门脉冲精度为10 ?,,固由此造成的计数误差不会超过1,符合5*10 3的误差要求。进一步分析可知,当被测信号频率增高时,在闸门脉冲精度不变的情况下,计数器误差的绝对值会增大,但是相对误差仍在5*10 3范围内。
但是这一算法在被测信号频率很低时便呈现出严重的缺点,例如,当被测信
,这时闸门脉冲仍未1s显然是不行的,故应加宽闸门脉冲宽度。假设闸门脉冲宽度加至10s,则闸门导通期间可以计数5次,由于数值5是10s的计数结果,故在显示之间必须将计数值除以10.
整体方框图及原理
输入电路:由于输入的信号可以是正弦波,三角波。而后面的闸门或计数电路要求被测信号为矩形波,所以需要设计一个整形电路则在测量的时候,首先通过整形电路将正弦波或者三角