課程設計
課題：數字頻率計
指導老師：
設計組員：
時間：【課題名稱】:
數字頻率計
【課題名稱任務及要求】：
數字頻率計用於測量正弦訊號，矩形訊號等波形的頻率，其概念是單位時間裡的脈衝個數，如果用乙個定時時間t控制乙個閘門電路，時間t內閘門開啟，讓被測訊號通過而進入計數解碼，可得到被測訊號的頻率fx=n/t,若t=1秒，則fx=n.
設計要求：
1. 基本部分
（1） 被測訊號的頻率範圍為1hz-100khz，分成兩個頻段，即1hz-999hz,1-100khz.
（2） 具有自檢功能，即用儀器內部的標準脈衝校準測量精度。
（3） 用3為數碼管顯示測量資料，測量誤差小於10%。
2. 發揮部分
（1） 用發光二極體表示單位，當綠燈亮時表示hz，紅燈亮時表示khz。
（2） 具有超量程報警功能，在超出當前量程擋的測量範圍時，發出紅光和音響訊號。
（3） 測量誤差小於5%。
（4） 其它.
【指導老師】：張龍濱老師
【課題組成員】：陳儀發、劉甲海、袁其銀（按姓氏筆畫排序）
【成員分工】：
【課題計畫】：
【內容摘要】：本數字頻率計主要應用2個en555分別構成時鐘電路，整形電路，7809穩壓電源電路cd4017分頻3片cd40110計數鎖存解碼，3個7斷數碼顯示器。
【作品設計】：
將電路分成十大模組，即整形電路，電源電路，時鐘電路，10進製分頻電路，閘門電路，控制電路，計數/鎖存/解碼電路，顯示電路。電路方框圖如下：
一、單元電路的設計:
（1） 電源電路
採用變壓器降壓、二極體整流電路濾波7809穩壓輸出採用黃色發光二極體指示電源工作狀態如圖1所示。
220v示電經220v/12v變壓器t1降壓、二極體橋式整流電路c7濾波後送人7809第一腳、c7選用1000uf的電解電容；c8選用0.
工作狀態r32為d6的限流電阻取值為510歐流過d6的電流約為10ma發光二極體的正常
工作電流為10ma.
圖 1 (2)超量程光聲報警電路
電路如圖2所示，其中r1=r2=10千歐 r3=510歐，d1為綠色發光二極體揚聲器（1/4w，8歐）
通過100uf的電解電容接在555ic的3腳與地之間。c2=0.1uf而r1沒有接電源vcc，而且接cd40110的co端和通過邏輯門.
(3)時鐘電路
電路如圖3所示，由555構成的多諧振電路，其中d5為發光二極體r31為510歐，r32為50歐，c6為0.1uf，d2為紅色發光二極體用於指示khz , d3為綠色發光二極體用於指示hz,電阻r29由設計要求，求得r29=0.001/0.
001*07 -50=92.86歐選用的r29=100歐。誤差為（100-92.
86）/100=7.1%符合設計要求誤差小於10%求得r30為143千歐這裡取r3為150千歐誤差為7%符合設計要求當s1撥至左邊時為hz檔撥至右邊khz檔
圖 3(4) 整形電路
電路如圖4所示是由en555構成的典型施密特觸發器，其中c4為0.1uf的瓷片電容，當s2撥至上時測矩形波的頻率當s2撥至下方時測正弦波三角波等其它非矩形波。
圖4（5） 分頻、計數、鎖存、解碼、顯示電路
電路見原理圖部分，時鐘電路產生的振盪訊號作為控制訊號加到cd4017的cp輸入端，產生時序控制訊號。從而實現1s/0.001s的脈衝計數（即頻率檢測）數值保持及自動清零當第乙個脈衝訊號到來時，使得cd4017的q1輸出端由低電壓變為高電壓在cd4017的輸入端輸入的第二個脈衝訊號到來之前，q1將保持高電平狀態。
在q1輸高電平時，由a14,a8組成的與門控制電路開啟從a14的另一端輸入的被測脈衝訊號就可以通過a14,a8進入到c040110的cpu輸入端進行脈衝計數當第二個時鐘脈衝訊號到來時。cd4017的q1輸出端由高電平變為低電平q2輸出端由低電平變為高電平，q1輸出低電平使a14,a8組成的與門控制電路關閉，此時由a14的另一腳輸入的被測訊號就不能通過a14,a8進入計數器cpu輸入端因此當第二個脈衝出現時，數顯計數器停止計數，在第三個脈衝到來時，同第乙個脈衝一樣第四個脈衝到來時，，q1、q2、q3q4端全變為低電平cd4017的輸出端出現的瞬時高電平訊號通過二極體d4加到cd40110（1-3）的清零端r使計數器及數顯清零，以便從新計數當開關打到1s檔時頻率計的檢測週期為4s 每檢測一次計數累積時間為1s資料保持為2s清零後又保持約1s，當開關打到0.001s檔時由於檢測週期很短所以數顯一值顯示被檢測結果。
.當開關打至0。1檔，計數為999hz時，再來乙個脈衝，
當開關打至0.001s檔時當計數至1..khz時，再來乙個脈衝則a940110的a、b輸入高電平a5、a2、a4、a1 開啟，從而實現100khz超量程報警。
同時送入40110的清0端計數及數量清0。
電路原理圖
cd40110是雙時鐘的可逆計數解碼/鎖存/驅動器電路（七段）解碼的輸出級每段可輸出25ma的驅動電流驅動七段共陰led數碼管te為計數允許端。le為鎖存使能端r為復位端，clcp為加法計數時鐘輸入端，cldown為減法計數時鐘輸入端，co為進製輸出端。bo為錯位輸出端。
顯示為起段輸出端。
主要引數當電源電壓分別為5，10，15u時靜態電流側為5ma，10ma，15 ma輸出低電平0，05u輸出的高電平電壓為4，95u，9，95u，14，95u時鐘上公升下降時間無要求最高輸入時鐘頻率為2，5mhz—3，5mhz。
封裝形式及管腳的功能，雙列直插16腳封裝管腳功能。
（1） a (2)g (3)f (4)td (5)r (6)le (7)clown (8)uss (9)clup (10)cd (11)bo (12)e (13)d (14)c (15)b (16)udd
真值表cd4017功能與用途：該電路是由5級詹森計數器和解碼輸出組成，輸入端包括時鐘輸入以時鐘禁止clinh，復位端r，clinh為低電平時計數器cl的正邊緣翻轉加1，當cl為高電平時計數器在clinh的負邊沒翻轉加1r為高電平時計數器全部清零，解碼器輸出端平時為低電平，符合解碼器條件為高電平，c是出出端當解碼器輸出為0-4時，c0為高電平，5-9時c0為低電平。
主要用於10進製數解碼顯示分頻時序脈衝1/n計數器
主要引數，當電源電壓為5、10、15時靜態電流為5、10、15ma輸出高低電平電流為0.5、1.3、3.4ma時鐘上生、下降時間無要求
最高輸入時鐘頻率為2.5、5、5.5mhz
輸入端電容為7.5pf
裝封形式及管腳功能，雙列直插16腳封裝，管腳功能`
1 5 ②1 ③0 ④2 ⑤6 ⑥7 ⑦3 ⑧vss ⑨8 ⑩4 ⑾9 ⑿co ⒀clzinh ⒁cl ⒂r
2 ⒃vdd
【元器件清單】
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