第一篇：简单数字频率计的设计与制作 课程设计说明书
武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书
简单数字频率计的设计与制作
概述
频率是周期信号每秒钟内所含的周期数值，依照本课程设计的初始条件使用直接测量法测量输入频率为1～9999HZ的信号，本文设计的主要思想体现在：利用放大整流电路将待测信号变成方波脉冲信号，利用时控电路使待测电路在标准的一秒脉冲内输入计数，利用十进制计数器74LS160实现脉冲计数功能，利用74LS48译码，使七段数码管显示待测信号频率N。所显示的数值N是0001~9999。电路设计方案的确定
频率计是直接用十进制来显示被测信号频率的一种测量装置。它可以测量正弦波、方波、三角波的频率。利用施密特触发器将输入信号整形为方波，并利用计数器测量1s内脉冲的个数，稳定显示在数码管上。
根据其工作原理，可以设计出有以下两种方案。
2.1 方案一
方案一为利用锁存器和计数器设计的数字频率计。其基本原理是待测信号经过放大整形成幅值变大频率不变的方波脉冲，与时基电路产生的标准时基信号进入门闸电路，时钟电路控制计数器的计数与保持状态，高电平计数，低电平计数器处于保持状态，数据进入锁存器进行锁存显示。
其原理框图如下所示：
图1 方案一原理框图
2.2 方案二
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方案二为利用时控电路与计数器设计的数字频率计。其基本原理是待测信号经过放大整形成幅值变大频率不变的方波脉冲，与时控电路中555构成的单稳态触发器定时产生的标准1s信号同时送入计数器，使计数器在标准1s内对待测信号内含有的脉冲数进行计数，并译码显示；同时利用时控电路里的单刀双掷开关，根据芯片逻辑功能对计数器进行清零，以便计数。
其原理框图如下所示：
图2 方案二原理框图
2.3 方案分析与选择
两个方案最大的区别在于时控电路对计数的控制以及译码信号的锁存。方案一的实际原理偏复杂，用Proteus可以仿真出正确的结果，但是由于较方案二多出两块锁存器芯片，增添了实物操作、调试时的负担。方案二的核心设计知识均来自于课本，整体结构简单，元器件数目少、常见易用，能够通过仿真验证其功能实现的正确性，并且设计有清零端口使实际运用时操作更直接。
综合考虑设计原理难易程度、制作与调试易实现程度、元器件使用难易三方面，选择方案二。单元电路设计与分析
3.1 放大电路
为了能测量不同电平值与波形的周期信号和频率，必须对被测信号进行放大与整形处理，使之成为能被计数器有效识别的脉冲信号。由运算放大器使信号幅值扩展，其放大倍数为R7/R5。放大电路的连接图如图所示：
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图3 放大电路连接图
3.2 整形电路
波形的整形用到了555构成的施密特触发器，利用其波形变换、整形的功能将三角波、正弦波等变成矩形波，整形后变为较理想的方波脉冲。整形电路的连接图如图所示：
图4 整形电路连接图
3.3 时控电路
本文的时控电路是由单稳态触发器和一个与门组成的，而单稳态触发器是由555定时器组成，通常单稳态触发器的作用有定时、延时和噪声消除，本文是利用它的定时作用，即只有在单稳态触发器脉冲时间内，输入信号才有可能通过与门。假设输入信号经过放大整形成了被测信号，时控电路使之在输出脉冲时间内进入计数器计数，以测出被测信号频率。时控电路的连接图如图所示：
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同时，利用时控电路的单刀双掷开关SW1对计数器进行清零，方便下一次计数。
图5 时控电路连接图
该部分单元电路用到了与门74LS08，其引脚图和功能表如下图所示：
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图6 74LS08引脚图
表1 74LS08功能表
3.4 计数电路
本文要求测出频率为1～97999HZ的输入信号的频率所以必须要求构成一个四位十进制计数器。4LS160是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器。
图7 74LS160的引脚图
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表2 74LS160芯片的功能
H——高电平L——低电平上升沿——从低到高跳变 X——任意
异步清零RD为低电平时，不管始终端CP信号状态如何，都可以完成清零功能。160的预置是同步的，当置入控制器为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端Q0~Q3与数据输入端P0~P3一致。对于74160，当CP由低至高跳变或跳变前，如果计数器控制端CEPCET为高电平，则PE应避免由低至高电平的跳变，而74LS160无此种限制。160的计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上而实现的。
在不外加门电路的情况下，可以级联成为N位同步计数器。本设计利用其计数功能，运用四个74LS160，将ENP/ENT与下一位的RCO连接，级联成一个4位10进制计数器。其连接图如下图所示：
图8 计数电路连接图
3.5 译码显示电路
它将正弦波输入信号整形成同频率的方波，系统的整形电路由施密特触发器构成，整形后的方波送到闸门一遍计数。整形电路的电路图如图所示：本设计中译码与显示电路译码器选用74LS48，为共阴型译码器，故选用共阴型数码管。引脚图与功能表如下所示：
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图9 74LS48引脚图
共阴极数码管的接地端接低电平，其他a.b.c.d.e.f.g与译码器相应的引脚相连如下图：
图10 译码显示电路的连接图
表3 74LS48功能表
武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书 总体电路设计与分析
4.1 总原理图及元器件清单
元器件清单详细参考附录。
图11 总原理图
4.2 电路仿真与调试
本设计的简单频率计数器分为五个模块，分别是信号放大模块、信号整形模块、时控电路模块、计数模块、译码显示模块。其中信号放大与整形模块属于模拟电子技术的范畴，时控、计数与译码显示属于数字电子技术的范畴。为了保证单元电路设计的正确性，使用Proteus绘制时查阅了大量资料，并对每个模块进行了仿真，利用内部的虚拟示波器进行检测与监控，直到每个模块都能实现各自的功能。
例如，对待测信号为500HZ正弦波的放大整形单元进行仿真测试与监控，证明电路设计与连接的正确性：
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图12 放大整形电路仿真连接图
图13 放大整形电路仿真波形图(Channel A)
当输入一频率为500HZ幅值为1V的正弦波，仿真的步骤是，在Proteus软件仿真页面中确保开关SW1和SW2接高电平，点击左下端的“play”开始进行仿真，此时显示器显示为“0000”，触发开关SW2使其有高电平到低电平，即再一次下降沿时触发它，开始仿真。一段时间稳定后显示所测信号的频率，如下图所示：
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图14 总体电路仿真图
由上图刻制被测信号频率显示为501HZ，加入的实际信号频率为500HZ，仿真存在一定的误差，误差为(501-500)/(500)*100%=0.2%，在误差范围内可以证明电路的正确性。结论与心得
5.1 电路设计思路
在设计时，要在保证能够实现所要求的功能前提下使电路结构尽量简单。首先弄清楚该电路需要几部分，作出原理框图，再根据原理框图分步设计每一部分电路，每一单元电路功能实现后，再将各部分按照要求连接在一起。对于每一块的电路设计需要根据平时积累与大量参考书的查阅，选择最佳的设计电路。在初步设计完后，检查设计是否合乎条件要求，尽可能考虑到各种影响电路功能实现的音速，以便对电路作相应的修改。同时，利用Proteus仿真软件绘制电路图，对电路进行仿真，确保电路的正确性。
5.2 元器件挑选与安装
在挑选元器件时，应优先选择项目要求的元器件类型；在选择同类元件时应考虑其性价比与节能性，优先选择功耗小的元件。
武汉理工大学《电工电子综合课程设计》说明书
本次设计最终实物成型选用的是面包板制作，在元器件的安装时应尤其注意其排版布局。安装之前首先应规划元器件布局，有效使用面包板，使元件排列疏密一致，整齐美观，一旦电路出现问题也容易检查。
5.3 整体电路的调试
在调试过程中，最好先测试各单元电路，保证各部分电路能够正常工作，遇故障时采取逐步缩小故障范围的方式，最后定位，再对相应的位置做检查，解决问题。
第二篇：模型设计与制作课程设计说明书
模型设计与制作课程设计说明书
Model design and manufacture course design manual
专
业： 木材科学与工程（室内与家具设计方向）姓
名： 10064135袁
涓
10064136张雪超
10064137仝
莉
10064222董文娟
10064223何淑娟
10064233薛
静 指导教师姓名： 朱俊艳
提 交
日 期：2013年1月14日
模型设计与制作课程设计说明书
目录
第一章
家具设计说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
第一节
沙发设计说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
5第二节
茶几设计说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
第三节
电视柜设计说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 第二章
对材料的认识„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 第三章
注意事项及解决方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 第四章 第五章 表面处理及自我评价„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 模型制作的心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 模型设计与制作课程设计说明书
摘要
本套家具以人造板为主要材料，充分运用人体工程学的一些重要尺寸以及32mm系统，设计了复古与时尚完美结合的“L”型沙发；温暖木材与晶莹玻璃激情碰撞的简约茶几；时尚个性，简约大方，适合多种风格客厅的个性电视柜。
关键字：人造板 人体工程 32mm系统
模型设计与制作课程设计说明书
ABSTRACT
The set of furniture to wood-based panel as the main material, make full use of human body engineering, some important dimensions and 32mm system, design a retro and fashion the perfect combination of “ L ” type sofa;warm wood and glass passion collision simple table;fashion personality, simple and elegant,personalized TV cabinet is suitable for a wide variety of style living room.Keywords: human engineering 32mm system of wood-based panel
模型设计与制作课程设计说明书
第一章 家具设计说明
第一节
沙发设计说明
本次沙发为布衣包裹沙发。为了满足人们对客厅不同场景的不同需求（如：躺在沙发上看书、半躺着看电视、家庭影院、客人闲谈等），特此设计出此款“L”型的沙发。沙发外部采用复古色的格子包布，复古的同时又与时尚接轨。是复古与时尚的完美结合。此款沙发整体规格为2440*1800*800，略低于膝盖的左面（400mm）更符合人体适尺寸，使得人体在沙发上的活动度增加。
匠心独具的“L”型沙发、巧夺天工的布料剪裁、堪称完美的色彩搭配、精确的CAD数据、无不昭示着此款沙发的外貌与内涵的相并重~
第二节
茶几设计说明
本款茶几以人造板为主要材料，保留了木材的原色，上层采用木材与玻璃相结合的设计，将木材的温暖与玻璃的晶莹完美结合，两层玻璃中间装有各色装饰品，且不固定，移动落定后呈现各种自然状态的美，一款茶几带来不同的惊喜。透过装饰品的间隙可以看到下层隔板，清晰以朦胧，呈现“犹抱琵琶半遮面”的羞涩美感。
茶几的尺寸充分考虑了人体工程学的人体对于茶几的几个重要尺寸，也充分配合了本套家具中沙发的尺寸。最终定为1300*700*430mm。
第三节
电视柜设计说明
这款电视柜在线路安置方面方便可行且做了合理的设计，可承载多种视听器材，让整个视听区呈现出整齐、统一的装饰效果。电视柜与后面的电视墙颜色相呼应，与客厅的整体风格相和谐，不突兀，在样式上能融入整体空间，采用实木制作，木材独特的色泽纹理让电视柜有视觉的亮点。电视柜为2120*400*680，与沙发大小相宜。电视柜整体外观简约大方，时尚个性，适应多种风格的客厅，是电视柜的首选。
第二章 对于材料的认识
胶合板是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄木，再用胶粘剂胶合而成的三层或多层的板状材料，通常用奇数层单板，并使相邻层单板的纤维方向互相垂直胶合而成。该产品天然质朴、自然而高贵，可以营造出与人有最佳亲和高雅的居室环境。
模型设计与制作课程设计说明书
在加工过程中用美工刀裁切时，因为木板比较厚，必须一刀一刀的去刻画，手要注意离刀远一些，很容易受伤。裁切完时，木板的边缘不均匀，而且容易带有毛刺，要注意用刀削平。
第三章 注意事项及处理方法
注意事项：
1、在制作过程中，因为木板有韧性而且比较厚，裁剪板材是最困难的一件事。
2、裁剪出的木板很容易因为裁剪工具的不适使木板不是原来设计的尺寸。
3、裁剪完木板后，用胶粘合时，容易粘不齐。
处理方法：
1、在裁剪时，没有捷径，只能一刀一刀加深刻痕，最好木板的两侧都画线，从两侧同时刻画，这样裁出的木板边缘不会带有那么多的毛刺。
2、因为尺寸很可能与原来设想的不一样，这就需要划出刀痕时，要一点一点 的画，工作要集中注意力。
3、粘合时，要计算出木板粘合的先后，然后依次粘合，这样模型会更整齐，不易出现其他问题。粘合后可放置暖气上烘干，更易凝固。
第四章 表面处理及自我评价
沙发的布艺表面是由废弃的床单制作的，是复古与时尚的结合；茶几的上次表面为由硬质透明塑料制作的，代替实际加工中的玻璃，晶莹剔透，茶几下层表面与电视柜的表面均为人造板的表面，实际加工表面可以用实木贴皮装饰，木质温润，纹理独特，或涂饰各色油漆，丰富多彩。
我们对于此次模型制作十分满意，无论从最初尺寸的确定，整体风格的商讨，木板应用的规划，到最终的家具制作，饰品的装饰，我们不是尽力而为，而是竭尽全力。虽然可能存在许多不足，但这是现有条件下我们最好的制作。
第五章
模型制作的心得体会
在这次的课程设计中不仅考验了我们所学习的知识，也培养了我们如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了理解，也学会了做人与处事。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，我们要认真 的完成课程设计，脚踏实地的迈开这一步，为明天能稳健的在社会大潮中打下坚实的基础。
模型制作是一个十分需要耐心和细心的工作，模型制作也是一个尊重步骤程
模型设计与制作课程设计说明书
序的工作，首先就是设想自己要制作的模型的造型，会有很多的想法，我们要选出一个最可行的来制作，不要太异想天开。有了好的方案后，所有的尺寸也准备好了，我们所要做的是付诸行动。
第三篇：课程设计----数字频率计
电子课程设计报告
设计课题: 数字频率计 作 者：
李成赞≦
专 业: 08信息工程 班 级:（2）班
学 号: 3081231201 日 期 2009年6月5日——2009年6月17日
指导教师: 廖 东 进
设计小组其他成员：叶昕瑜 史海镔 陈福青 姚闽 梁芳芳
衢州职业技术学院信息与电力工程系
前 言
一、频率计的基本原理：
频率计又称为频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。其最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。
频率计主要由四个部分构成：时基（T）电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。在一个测量周期过程中，被测周期信号在输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲，送到主门的一个输入端。主门的另外一个输入端为时基电路产生电路产生的闸门脉冲。在闸门脉冲开启主门的期间，特定周期的窄脉冲才能通过主门，从而进入计数器进行计数，计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值，内部控制电路则用来完成各种测量功能之间的切换并实现测量设置。
二、频率计的应用范围：
在传统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量时测量精度较低，误差较大。频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率的变化。正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此，频率计拥有非常广泛的应用范围。
在传统的生产制造企业中，频率计被广泛的应用在产线的生产测试中。频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出频率的变化，用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品，确保产品质量。
在计量实验室中，频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。在无线通讯测试中，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以被用来对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。
目 录
1、设计要求
数字频率计
2、第一章 系统概述
3、第二章单元电路设计与分析 3.1 数字频率计的基本原理 3.2 数字频率的设计 3.2.1 放大整形电路
3.2.2 时基电路
3.2.3 逻辑控制电路 3.2.4 输出实现器
4、第三章 总结设计
附录A 系统电路原理图
附录B 元件清单
附录C 参考文献
设 计 要 求
电子课程设计报告格式：
每人必须写出一份4000字以上设计总结报告，总结报告应包括以下内容：
题目名称、前言、目录、鸣谢、元器件明细表、附图、参数文献。
其中，前言应包含设计题目的主要内容、资料收集工作的简介。正文参考格式如下：
第一章 系统概述
简单介绍系统设计思路与总体解决的可行论证，各功能块的划分与组成，全面介绍总体工作或工作原理。
第二章 单元电路设计与分析
详细介绍个单元电路的选择、设计及工作原理分析，并介绍有关参数的计算及元件参数的选择等。
第三章 总结
简单介绍对设计题目的结论性意见，进一步完善或改进的意向性说明，总结设计课程的收获与体会。
元器件明细表主要用于列出本次课程设计中所用到的全部元器件。
附图要求用2#以上图纸画出总原理接线图，参考文献格式如下：
序号 作者名 书刊名 出版社 出版时间（刊号）
数字频率计（设计要求）：
数字频率计是用来测量正弦信号、矩形信号等波形上工作频率的仪器，其测量结果直接用十进制数字显示。本题要求采用中、小规模集成芯片设计集成有下列功能的数字频率测量计：
被测信号的频率范围为1Hz—100KHz，分成两个频段，即1—999Hz、1—100KHz，用三位数码管显示测量数据，测量误差小于5%。
数字频率计
第一章 系统概述
为了使计数器被测信号的频率范围为1—999Hz、，用三位数码管显示测量数据。
第二章 单元电路设计与分析
一、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秒内测得 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——数字频率计的组成框图和波形图
图1是数字频率计的组成框图。被测信号v x 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f x 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=1 秒，当l秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到l秒信号结束时闸门关闭，停止计数。若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率f 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x =NHz。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。
各信号之间的时序关系如图1所示。
二、数字频率计的电路设计
基本电路设计
数字频率计的基本框图如图1所示，各部分作用如下。
①放大整形电路
图2——放大整形电路图
放大整形电路由晶体管3DG100与74LS00等组成，其中3DGl00组成放大器将输入频率。为f 三角波等进行放大，与非门74LS00构成施密特触发器，它对放 x 的周期信号如正弦波、大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。
②时基电路
图3——时基电路
时基电路的作用是产生一个标准时间信号（高电平持续时间为 1s），由定时器555构成的多谐振荡器产生。若振荡器的频率 f0 1/(t1 t 2)0.8Hz，则振荡器的输出波形如图1中的波形II所示，其中t1=1s，t2=0.25s。由公式t1=0.7(R1+R2)C和t2=0.7R2C，可计算出电阻R1、R2及电容C的值如图。
③逻辑控制电路
图4——逻辑控制电路
根据图1所示波形，在计数信号II结束时产生锁存信号IV，锁存信号IV 结束时产生 清“0”信号 V。脉冲信号IV和V可由两个单稳态触发器74LS123产生，它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。
设所存信号IV和清“0”信号V的脉冲宽度tw相同，如果要求tw=0.02s，则得：
tw=0.45RextCext=0.02s
若取 Rext=10kΩ，则 Cext=tw/0.45Rext=4.4μ
F。
由74LS123的功能（见下表1）可得，当 1R 1B 1 触发脉冲从1A端输入时，在触D
发脉冲的负跳变作用下，输出端1Q可获得一负脉冲，其波形关系正好满足图1所示的波形IV和V的要求。手动复位开关S按下时，计数器清“0”。
表1——74LS123功芯片能表
④输出实现器
图5——频率计算器
表2——74LS90的不同接线方法
锁存器的作用是将计数器在1s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。如图所示，1s计数时间结束时，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，选用两个8位锁存器74L273可以完成上述功能。当时锁存信号CP的正跳变来到时，锁存器的输出等于输入，从而将计数器的输出值送到锁存器的输出端。
高电平结束后，无论D为何值，输出端的状态仍保持原来的状态不变，所以在计数期间内，计数器的输出不会送到译码显示器。
表3——74LS273功能表
表4——74LS4
第三章 结束语
①设计总结
简易的数字频率计基本完成，各Vcc接电源正极，各开关控制电路的各个部分。整个电路综合使用了与门、非门、555定时器、显示器、74LS48译码器、74LS273锁存器、74LS90计数器等等的逻辑器件和施密特、可重触发器等模拟电子器件。
②设计心得、体会
本次课程设计由李成赞同学总设计，在廖东进老师辅导下顺利完成啦。通过本次的课程设计，加深了我对数字电子技术模拟电子两门课程的理解，强化了我对相关知识的记忆，提高了我对所学知识的应用。这极大扩展了我的视野，更加激发了我对这门课程的热爱，在设计的过程中，由于综合应用了各种学习、应用软件，例如：word、auto CAD、Multisim等，不但体改了技能，还能从中获得了成就感。通过这次设计，我完全知道了团队合作的所带来的快乐，集体的力量的强大性！我定位了我自己，发现自己的优势和不足，并且勉励自己不断进步，并对未来充满信心。
再此感谢给与指导的廖东进老师、李培江老师、黄云龙老师的指导。对本课程设计的的大力支持。
附录A
：
系
统
电
路
原
理
附录B：元件清单
附录C：参考文献
第四篇：简易数字频率计（数字电路课程设计）
数字电路课程设计报告
1)设计题目
简易数字频率计
2)设计任务和要求
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；
HZ—99.99KHZ，闸门时间0.1s；
HZ—999.9KHZ，闸门时间10ms；
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.3)原理电路和程序设计：
（1）整体电路
数显式频率计电路
（2）单元电路设计；
（a）时基电路
(b)放大逻辑电路
(c)计数、译码、驱动电路
（3）说明电路工作原理;
四位数字式频率计是由一个CD4017（包含一个计数器和一个译码器）组成逻辑电路，一个555组成时基电路，一个9014形成放大电路，四个CD40110（在图中是由四个74LS48、四个74LS194、四个74LS90组成）及数码管组成。
两个CD40110串联成一个四位数的十进制计数器，与非门U1A、U1B构成计数脉冲输入电路。当被测信号从U1A输入，经过U1A、U1B两级反相和整形后加至计数器U13的CP+，通过计数器的运算转换，将输入脉冲数转换为相应的数码显示笔段，通过数码管显示出来，范围是1—9。当输入第十个脉冲，就通过CO输入下一个CD40110的CP+，所以此四位计数器范围为1—9999。
其中U1A与非门是一个能够控制信号是否输入的计数电路闸门，当一个输入端输入的时基信号为高电平的时候，闸门打开，信号能够通过；否则不能通过。
时基电路555与R2、R3，R4、C3组成低频多谐振荡器，产生1HZ的秒时基脉冲，作为闸门控制信号。计数公式：来确定。
与非门U2A与CD4017组成门控电路，在测量时，当时基电路输出第一个时基脉冲并通过U2A反相后加至CD4017的CP，CD4017的2脚输出高电平从而使得闸门打开。1s后，时基电路送来第二个脉冲信号，CD4017的2脚变为低电平，闸门关闭，测量结束。数码管显示即为所测频率。当555第三个脉冲送过来的时候，电路保持间歇1S，第四个脉冲后高电平加至R，使计数器复位。为下一次计算准备。
（4）元件选择。
资
料
元
件
标号
封装
数量
芯片
CD40110
GK7491AG
陶瓷熔扁平
CD4017
62F2X6KE4
陶瓷熔扁平
74LS00
陶瓷熔扁平
74LS10
陶瓷熔扁平
NE555
K104G4
双列直插型号
显示器
七段共阴数码管
电阻
300Ω
1KΩ
5.1KΩ
10KΩ
100KΩ
1MΩ
10KΩ(滑动)
电容
1000PF
0.1μF
100μF
二极管
1N4148
发光LED
开关
单刀双掷
导线
导线
若干
三极管
9014
电源
12V直流电源
4)电路和程序调试过程与结果：
a)、设计逻辑流程：
b)、理论波形图：
c)、仿真波形图：
1)、时基电路
2）、未、已经过施密特的波形：
d)、误差分析：
本实验的误差来自多方面的原因：一、时基电路NE555的滑动变阻器调节导致误差；二、闸门开放时间与信号输入时间的冲突导致测量不准确；三、整体电路的阻抗、容抗对电路信号的影响。
对于第一点，先计算相关的滑动变阻器的相应阻值大小，然后可以在关闭电源的情况下用万用表测量后才进行测量；第二点有点系统的偶然性；第三点可以尽量减少电路布局，从而减少相应的影响。
5)总结
这个电路多处使用了集成IC芯片，让电路更加简洁明了，并且提高了电路的安全性、可行性，减少了整个电路的功耗和整个电路的布线。但是此电路没有完全地符合实验要求：首先，整个电路没有施密特触发器，输入信号放大电路，数码管的小数点驱动，满位报警电路。因此我首先加入以三极管9014为核心的放大电路；然后用74LS00两个双输入与非门构成施密特触发器，对输入信号进行整形；对于报警电路，由于集成IC没有译码电路引脚，所以选择了一个8输入与非门和一个74LS00结成，这样可以充分考虑到唯一性；还有就是它的计数不是直接显示频率，而是显示一个数字，再与闸门的时候计算才可以得出真正的频率。
总体来说，电路还是存在一点小问题没有得到很好的解决，因为74LS00组成的施密特触发器没有很好地整形波，在示波器上出现脉冲波，还得于计算，可以改为以NE555组成的施密特电路。改用其他的数码管驱动，从而驱动小数点。
通过这次实验，让我认识到数字电路的万千变化，集成IC的推出，大大提高安全性和可行性。理解了科学就是力量。最主要是学习到设计电路的思想以为加强自己的焊接能力。让自己的电子技术更上一层楼。
附录：完整的电路PCB图，完整的源程序名列表（不需要把源程序打印出来，作为电子文档提交）。
附录一：
附录二：
第五篇：数字频率计设计
数字频率计设计 1.设计任务
设计一简易数字频率计，其基本要求是：
1)测量频率范围1Hz~10Hz，量程分为4档，即×1，×10，×100，×1000。2)频率测量准确度fx2103.fx3)被测信号可以是下弦波、三角波和方波。4)显示方式为4位十进制数显示。5)使用EWB进行仿真。2.设计原理及方案
频率的定义是单位时间（1s）内周期信号的变化次数。若在一定时间间隔T内测得周期信号的重复变化次数为N，则其频率为
f=N/T 据此，设计方案框图如图1所示。
图1 数字频率计组成框图
其基本原理是，被测信号ux首先经整形电路变成计数器所要求的脉冲信号，频率与被测信号的频率fx相同。时钟电路产生时间基准信号，分频后控制计数与保持状态。当其高电平时，计数器计数；低电平时，计数器处于保持状态，数据送入锁存器进行锁存显示。然后对计数器清零，准备下一次计数。其波形逻辑关系图如图2所示。3.基本电路设计 1)整形电路
整形电路是将待测信号整形变成计数器所要求的脉冲信号。电路形式采用由555定时器所构成的施密特触发器，电路如图XXX所示。若待测信号为三角波，输入整形电路，设置分析为瞬态分析，启动电路，其输入、输出波形如图XXX所示。可见输出为方波，二者频率相同。
2)时钟产生电路
时钟信号是控制计数器计数的标准时间信号，其精度很大程度上决定了频率计的频率测量精度。当要求频率测量精度较高时，应使用晶体振荡器通过分频获得。在此频率计中，时钟信号采用555定时器构成的多谐振荡器电路，产生频率为1Kz的信号，然后再进行分频。多谐振荡器电路如图XXX所示。由555定时器构成多谐振荡器的周期计算公式为
XXXXXXXXXX 取XXXXXXXXXXXXXX，则得到振荡频率为1Kz的负脉冲，其振荡波形如图XXX所示。3)分频器电路
采用计数器构成分频电路，对1Kz的时钟脉冲进行分频，取得不同量程所需要的时间基准信号，实现量程控制。1Kz的时钟脉冲，对其进行3次10分频，每个10分频器的输出信号频率分别为100Hz，10Hz，1Hz三种时间基准信号。对应于以1Kz，100Hz，10Hz，1Hz的信号作为时间基准信号时，相应的量程为×1000，×100，×10，×1。
构成10分频带电路是采用十进制计数器74LS160实现的。具体电路及其输入、输出波形如图XXX所示。
（1）T触发器
T触发器电路是用来将分频带器输出阻抗的窄脉冲整形为方波，因为计数器需要用方波来控制其计数/保持状态的切换。整形后方波的频率为频器输出信号频率的一半，则对应于1Kz，100Kz，10Kz，1Hz的信号，T触发器输出信号的高电平持续时间分别为0.001s,0.01s,0.1s,1s。T触发器采用JK触发器7473为实现，其电路连接图及其输入、输出波形如图XXX所示。
（2）单稳触发器
单稳触发器用于产生一窄脉冲，以触发锁存器，使计数器在计数完毕后更新锁存器数值。单稳触发器电路采用555定时器实现，为了保证系统正常工作，单稳电路产生的脉冲宽度不能大于该量程分频带器输出信号的周期。例如，计数器的最大量程是×1000，对应分频带器输出的时间基准信号频率为1000Hz，周期是1ms。取单稳电路输出脉冲宽度TW=0.1ms。根据TW=1.1RC，取C=0.01Uf，则R=9.8KΩ，取标称什为10KΩ。单稳触发器输入信号是T触发器输出信号经Rd、Cd组成的微分器将方波变成尖脉冲后加到555定时器的触发器。电路图及输入、输出波形如图XXX所示。
（3）延迟反相器
延时反相器的功能是为了得到一个对计数器清零的信号。由于计数器清零是低电平有效，而且计数器清零必须在单稳触发信号之后，故延迟反相器是在上述单稳电路之后，再加一级单稳触发电路，且在其输出端加反相器输出。其输入、输出波形如图XXX所示。（4）计数器
计数器在T触发器输出信号的控制下，对经过整形的待测信号进行脉冲计数，所得结果乘以量程即为待测信号频率。
根据精度要求，采用4个十进制计数器级联，构成N=1000计数器。十进制计数器仍采用74LS160实现。其电路图如图XXX所示。其中计数器的清零信号由延迟反相器提供，控制信号由T触发器提供，计数器输出结果送入锁存器。
（5）锁存器和显示
计数器的结果进入锁存器锁存，4个七段数码管显示测试信号的频率。锁存器使用了两片8D集成触发器实现，其控制信号来自于延迟反相器，具体电路如图XXX所示。
（6）数字频率计的总体电路
图XXX是数字频率计的总体电路图。
4.测试
搭建好以上电路以后，进行调试，首先分模块进行调试，待每一个模块调试正确后，不规则进行联调。因为整个电路的分析是瞬态分析，故总体电路的分析需要较长时间。以上仅仅是学生所做综合电路分析与设计的例子，由于EWB5.12教学版本库元件的限制，有些电路与系统无法进行全部电路的仿真（例如收发信通信系统等），但有些局部电路也可以进行仿真，从而节省对这部分电路设计化费的时间。
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