电子技术课心得体会_数字频率计_数字频率计设计总结(2)

引言

随着科学技术的发展和人民物质生活的提高，人们对科技产品的要求已不仅仅停留在模拟器件时代，数字化的电子产品越来越受到欢迎。频率计作为比较常用和实用的电子测量仪器，广泛应用于科研机构、学校、家庭等场合，因此它的重要性和普遍性勿庸质疑。数字频率计具有体积小、携带方便；功能完善、测量精度高等优点，因此在以后的时间里，必将有着更加广阔的发展空间和应用价值。比如：将数字频率计稍作改进，就可制成既可测频率，又能测周期、占空比、脉宽等功能的多用途数字测量仪器。将数字频率计和其他电子测量仪器结合起来，制成各种智能仪器仪表，应用于航空航天等科研场所，对各种频率参数进行计量；应用在高端电子产品上，对其中的频率参数进行测量；应用在机械器件上，对机器振动产生的噪声频率进行监控；等等。研究数字频率计的设计和开发，有助于频率计功能的不断改进、性价比的提高和实用性的加强。以前的频率计大多采用TTL数字电路设计而成，其电路复杂、耗电多、体积大、成本高。随后大规模专用IC（集成电路）出现，如ICM7216，ICM7226频率计专用IC，使得频率计开发设计变得简单，但由于价格较高，因此利用IC设计数字频率计的较少。现在，单片机技术发展非常迅速，采用单片机来实现数字频率计的开发设计，实现频率的测量，不但测量准确，精度高，而且误差也很小。在这里，我们将介绍一种简单、实用的数字频率计的设计。

专题设计任务书

第一章 课程设计目的

本次课程设计的目的是：

1.学会将单元电路组成系统电路的方法。

2.通过此次课程的设计培养较强的动手能力，学会把课堂所学理论运用到实践当中。

3.了解数字频率计测频与测周期的基本原理。

4.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。

第二章 课程设计数字频率计技术指标

数字频率计技术指标有：

1.频率测量范围：1Hz--9999Hz

2.测量信号幅度：0.5V--5V

3.测量信号：方波、正弦波、三角波

4.显示位数：4位

5.测量误差：≤±0.1%

6.测量时间：1.25S

第三章 设计过程

3.1数字频率计测频率基本原理

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为技术其所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。技术其所记录的结果，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。本课程设计所用的频率测量方法是计数法测频法。

如图计数式频率计测频的框图。

计数式频率计测频率的框图和波形图

它主要由下列三部分组成

（1）时间基准T产生电路。这部分的作用就是提供准确的计数时间T。它一般由高稳定度的石英晶体振荡器、分频整型电路与门控（双稳）电路构成。晶体振荡输出的正弦信号（频率为fx,周期为Tc）经m次分频、整形得到周期为T=mTc的窄脉冲，以此窄脉冲触发一个双稳（即门控）电路，从门控输出即得所需要的宽度为基准时间T的脉冲，它又称为窄门时间脉冲。为了测量需要，在实际的电子计数式频率计中，时间基准选择开关分若干个档位。例如10ms、0.1s、1s、10s等。

(2)计数脉冲形成电路。这部分电路的作用是将被测的周期信号转换为可计数的窄脉冲，它一般由放大整形电路和主门电路组成。被测输入周期信号（频率为fx,周期为Tx）经放大整形得周期为Tx的窄脉冲，送主门的一个输入端。主门的另一控制端输入的是时间基准产生电路的闸门脉冲。在闸门脉冲开启主门期间，周期为Tx的窄脉冲才能经过主门，在主门的输出端产生输出。在闸门脉冲关闭主门期间，周期为Tx的窄脉冲不能在主门的输出端产生输出，在闸门脉冲控制下主门输出的脉冲将输入计数器计数，所以将主门输出的脉冲称为计数脉冲，相应的这部分电路称为计数脉冲形成电路。