
数字频率计
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1 数字频率计
1.1 需求分析
1.1.1 设计内容
① 设计可控的计数器、锁存译码显示器、测频控制器电路;
② 设计分频器、多路选择器、按键去抖动电路;
③ 设计顶层电路,实现计数式数字频率计和测周式数字频率计的功能。
1.1.2 基本要求
① 测量频率范围:100Hz~99.999999MHz,计数法测量被测信号频率;
② 测量相对误差小于等于 1%;
③ 外部测量信号:方波,峰峰值 3~5V(与 TTL 兼容);
④ 内部测量信号:由 50MHz 信号分频产生 7 种频率的待测信号,占空比均
为 50%;
⑤ 闸门时间:固定为 1 秒;
⑥ 测量选择:用按键循环选择 8 种待测信号,按键去抖动;
⑦ 显示控制:静态 6 位 LED 数码管显示 8 位数字,分两屏显示,由按键
SHIFT 切换,端口占用 48 线(包含小数点)。
1.1.3 提高要求
① 测量频率范围:增加一个 1Hz~100Hz 的档位,测周法测量出被测信号周
期;
② 档位切换:用一个拨码开关 SW 进行选择控制。
1.1.4 扩展要求
在 code 模块电路设计中,数据分屏显示的操作是在译码之后实现的,如果
数据分屏显示的操作是在译码之前实现,将节约 4 个芯片。用该方法设计并实现
code 模块。
1.2 总体方案设计
1.2.1 设计原理
① 计数法测量频率:在某个已知标准时间间隔
s
T
内,测出被测信号重复出
现的次数 N,计算被测信号频率
s
N
f
T
=
(1.1)
计数法结构框图如图 1.2.1 所示,由石英晶体振荡器产生高稳定振荡信号,