頻率計(jì)設(shè)計(jì)方法(數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì))
1.數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)
簡易頻率計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.設(shè)計(jì)制作一個(gè)簡易頻率測量電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示。
2.測量范圍：10Hz~99.99KHz 3.測量精度： 10Hz。4. 輸入信號幅值：20mV~5V。
5. 顯示方式：4位LED數(shù)碼。二、方案設(shè)計(jì)與論證頻率計(jì)是用來測量正弦信號、矩形信號、三角形信號等波形工作頻率的儀器，根據(jù)頻率的概念是單位時(shí)間里脈沖的個(gè)數(shù)，要測被測波形的頻率，則須測被測波形中1S里有多少個(gè)脈沖，所以，如果用一個(gè)定時(shí)時(shí)間1S控制一個(gè)閘門電路，在時(shí)間1S內(nèi)閘門打開，讓被測信號通過而進(jìn)入計(jì)數(shù)譯碼器電路，即可得到被測信號的頻率fx。
任務(wù)要求分析：頻率計(jì)的測量范圍要求為10Hz~99.99KHz，且精度為10Hz，所以有用4片10進(jìn)制的計(jì)數(shù)器構(gòu)成1000進(jìn)制對輸入的被測脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；要求輸入信號的幅值為20mV~5V，所以要經(jīng)過衰減與放大電路進(jìn)行檢查被測脈沖的幅值；由于被測的波形是各種不同的波，而后面的閘門或計(jì)數(shù)電路要求被測的信號必須是矩形波，所以還需要波形整形電路；頻率計(jì)的輸出顯示要經(jīng)過鎖存器進(jìn)行穩(wěn)定再通過4位LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。經(jīng)過上述分析，頻率計(jì)電路設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊如下圖：方案一：根據(jù)上述分析，頻率計(jì)定時(shí)時(shí)間1s可以通過555定時(shí)器和電容、電阻構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生1000Hz的脈沖，再進(jìn)行分頻成1Hz即周期為1s的脈沖，再通過T觸發(fā)器把脈沖正常高電平為1s；放大整形電路通過與非門、非門和二極管組成；閘門電路用一個(gè)與門，只有在定時(shí)脈沖為高電平時(shí)輸入信號才能通過與門進(jìn)入計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)電路可以通過5個(gè)十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器組成，計(jì)數(shù)器再將計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)通過鎖存器進(jìn)行穩(wěn)定最后通過4個(gè)LED數(shù)碼顯像管顯示出來。
方案二：頻率計(jì)定時(shí)時(shí)間1s可以直接通過555定時(shí)器和電容、電阻構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生1Hz的脈沖，再通過T觸發(fā)器把脈沖正常高電平為1s；放大整形電路可以直接用一個(gè)具有放大功能的施密特觸發(fā)器對輸入的信號進(jìn)行整形放大，其他模塊的電路和方案一的相同。通過對兩種方案的分析，為了減少總的電路的延遲時(shí)間，提高測量精確度，所以選擇元件少的第二種方案。
三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算時(shí)基電路：用555_VIRTUAL定時(shí)器和電容、電阻組成多諧振蕩器產(chǎn)生1Hz的脈沖，根據(jù)書中的振蕩周期 ： T=(R1+R2)C*ln2 取C=10uF,R1=2KΩ，T=1s，計(jì)算得：R2=70.43KΩ，再通過T觸發(fā)器T_FF把脈沖正常高電平為1s的脈沖，元件的連接如下： 經(jīng)示波器仿真，產(chǎn)生的脈沖的高電平約為1S。放大整形電路：用一個(gè)74HC14D_4V的含放大功能的施密特觸發(fā)器對輸入脈沖進(jìn)行放大整形，把輸入信號放大整形成4V的矩形脈沖，其放大整形效果如下圖：閘門電路：用一個(gè)與門74LS08作為脈沖能否通過的閘門，當(dāng)定時(shí)信號Q為高電平時(shí)，閘門打開，輸入信號進(jìn)入計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)，否則，其不能通過閘門。
計(jì)數(shù)電路：計(jì)數(shù)電路用5(4)片74192N計(jì)數(shù)器組成100000(10000)進(jìn)制的計(jì)數(shù)電路，74192N是上升沿有效的，來一個(gè)脈沖上升沿，電路記一次數(shù)，所以計(jì)數(shù)的范圍為0~99999(5000)。但計(jì)數(shù)1S后要對計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零或置零，在這里用清零端，高電平有效，當(dāng)計(jì)數(shù)1S后，Q為低電平，Q'為高電平，所以用Q'作為清零信號，接線圖如下：鎖存顯示電路：當(dāng)計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，要把計(jì)得脈沖數(shù)鎖存通過數(shù)碼顯示管穩(wěn)定顯示出來。
鎖存器用2片74ls273，時(shí)鐘也是上升沿有效，當(dāng)Q為下降沿時(shí)，Q'恰好是上升沿，所以用Q'作為鎖存器的時(shí)鐘，恰能在計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)把脈沖數(shù)鎖存顯示，電路的接線圖如下：四、總電路工作原理及元器件清單1.總原理圖2.電路完整工作過程描述（總體工作原理） 555組成的多諧振蕩器產(chǎn)生1Hz的脈沖，經(jīng)過T觸發(fā)器整形成高電平時(shí)間為1S的脈沖，高電平脈沖打開閘門74LS08N，讓經(jīng)施密特觸發(fā)器74HC14D放大整形的被測脈沖通過，進(jìn)入計(jì)數(shù)器進(jìn)行1S的計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，T觸發(fā)器的Q為下降沿，Q'剛好為上升沿，觸發(fā)鎖存器工作，讓計(jì)數(shù)器輸出的信號通過鎖存器鎖存顯示，同時(shí)，高電平的Q'信號對計(jì)數(shù)電路進(jìn)行清零，此后，電路將循環(huán)上述過程，但對于同一個(gè)被測信號，在誤差的允許范圍內(nèi)，LED上所顯示的數(shù)字是穩(wěn)定的。
3.元件清單元件序號 型號 主要參數(shù) 數(shù)量 備注 1 74192 5 加法計(jì)數(shù)器 2 74LS273 2 鎖存器3 DCD_HEX 4 LED顯示器4 555_VIRTUAL 1 定時(shí)器5 T_FF 1 T觸發(fā)器6 CAPACITOR_RATED 電容10Uf、額定電壓50V 1 電容7 CAPACITOR_RATED 電容10Nf、額定電壓10V 1 電容8 RES 阻值2KΩ 1 9 RES 阻值 1 10 74LS08 1 雙輸入與門11 74HC14D_4V 1 施密特觸發(fā)器，放大電壓4V12 AC_VOLTAGE 1 可調(diào)的正弦脈沖信號五、仿真調(diào)試與分析把各個(gè)模塊組合起來后，進(jìn)行仿真調(diào)試以達(dá)到任務(wù)要求。① 在信號輸入端輸入10Hz的交流脈沖，仿真，結(jié)果如下：說明仿真的結(jié)果準(zhǔn)確② 在信號輸入端輸入300Hz的交流脈沖，仿真，結(jié)果如下：仿真結(jié)果準(zhǔn)確③ 在信號輸入端輸入3KHz正弦脈沖，仿真，結(jié)果如下：④輸入20KHz的正弦脈沖，仿真，結(jié)果如下：仿真結(jié)果結(jié)果與實(shí)際的結(jié)果相差20Hz，這說明頻率越高，誤差越大。
經(jīng)分析，這是由于各個(gè)元器件存在著延遲時(shí)間，1S的脈沖，經(jīng)過各。
2.基于單片機(jī)頻率計(jì)中頻率計(jì)的實(shí)現(xiàn)可用些什么方法
1、設(shè)定一個(gè)時(shí)間shijian1，在該時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)count，計(jì)算頻率公式為：pinlv=count/shijian1；啟用定時(shí)器0中斷對該計(jì)算進(jìn)行控制。
2、輸出用數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描，掃描的刷新時(shí)間為shijian2. 用C語言設(shè)計(jì)。
我談一下個(gè)人看法：
1對頻率的計(jì)算是放在主程序內(nèi)吧，但也不是絕對。數(shù)碼管顯示做成子程序形式。
2shijian1選5MS（根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整），shijian2一般取3MS就可以了（顯示子程序調(diào)用周期不能大于20MS，就是1/50HZ）。
3在輸入P1.0口前信號做整形（比如使用CD40106）。
3.EDA 課程設(shè)計(jì)：數(shù)字頻率計(jì)
一、總體設(shè)計(jì)思想1.1基本原理 傳統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用自下至上 （bo t tom _ up ） 的設(shè)計(jì)方法。
這種設(shè)計(jì)方法在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的后期進(jìn)行仿真和調(diào)試， 一旦考慮不周， 系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在較大缺陷， 就有可能要重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)， 使設(shè)計(jì)周期大大增加。 現(xiàn)代硬件設(shè)計(jì)利用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 （EDA ） 技術(shù)， 采用并行工程和自上至下 （ top _ dow n ） 的設(shè)計(jì)方法， 從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手， 在頂層進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在方框圖一級進(jìn)行仿真和糾錯(cuò)，硬件描述語言對高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述，在系統(tǒng)一級進(jìn)行驗(yàn)證，最后在用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體地門邏輯電路的網(wǎng)表，其對應(yīng)地物理實(shí)現(xiàn)是專用集成電路。
VHDL即超高速集成電路硬件描述語言，主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 行為 功能和接口VHDL對設(shè)計(jì)的描述具有相對獨(dú)立性，因此設(shè)計(jì)者可以不懂硬件結(jié)構(gòu)，降低了硬件電路設(shè)計(jì)地難度。以4位十進(jìn)制數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)來說明VHDL語言在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
信號頻率計(jì)的測量有測頻法和周期法。本文用測頻法，即直接計(jì)算每秒鐘內(nèi)信號脈沖的個(gè)數(shù)。
設(shè)計(jì)一個(gè)4位十進(jìn)制數(shù)字頻率計(jì)，其測量范圍位1MHz，量程分1KHz 10KHz 100KHz 1MHz四檔（4位數(shù)碼管顯示，最大讀數(shù)胃999999Hz）量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換規(guī)則：（1）讀數(shù)大于999時(shí)，頻率計(jì)處于超量程狀態(tài)，此時(shí)顯示器發(fā)出溢出指示，下次量程，量程自動(dòng)增大一檔。（2）讀數(shù)小時(shí)，頻率計(jì)處于前量程狀態(tài)，下次測量，量程自動(dòng)增大一檔。
如果計(jì)數(shù)器輸出直接譯碼顯示電路，則頻率計(jì)顯示疆隨時(shí)計(jì)數(shù)值地增加不斷變化閃爍，人眼難以分辨。以防止此類現(xiàn)象象， 采用記憶顯示方式， 即在計(jì)數(shù)與顯示電路中間加以鎖存電路， 每次計(jì)數(shù)結(jié)束， 將計(jì)數(shù)結(jié)果送鎖存器鎖存， 并保持到下一個(gè)計(jì)數(shù)結(jié)束。
而譯碼顯示電路以 1 H z 頻率對鎖存器取樣， 保證了顯示時(shí)間至少為 1 s。測頻控制信號發(fā)生器（TESTCTL）的程序如下.LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY TESTCTL IS PORT(CLK: IN STD_LOGIC; CNT_EN,RST_CNT,LOAD:OUT STD_LOGIC); END; ARCHITECTURE BEHAVIOR OF TESTCTL IS SIGNAL div2clk:STD_LOGIC; BEGIN PROCESS(CLK) BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN div2clk<=NOT div2clk; END IF; END PROCESS; PROCESS(CLK,div2clk) BEGIN IF (CLK='0' AND div2clk='0') THEN RST_CNT<='1'; ELSE RST_CNT<='0'; END IF; END PROCESS; LOAD<=NOT div2clk;CNT_EN<=div2clk; END BEHAVIOR； 鎖存器（REG4B）的程序如下.LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY REG4B IS PORT(LOAD: IN STD_LOGIC; DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); END; ARCHITECTURE BEHAVIOR OF REG4B IS BEGIN PROCESS(LOAD,DIN) BEGIN IF LOAD'EVENT AND LOAD='1' THEN DOUT<=DIN; END IF; END PROCESS; END BEHAVIOR； 動(dòng)態(tài)掃描輸出（SCAN6A）的程序如下.LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY SCAN6A IS PORT(CLK_SCAN: IN STD_LOGIC; EN:OUT STD_LOGIC; NO1_BCD,NO2_BCD,NO3_BCD,NO4_BCD:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); NO5_BCD,NO6_BCD: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SEL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0)); END SCAN6A; ARCHITECTURE BEHAVE OF SCAN6A IS SIGNAL S1:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); SIGNAL BCD_OUT:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(CLK_SCAN) BEGIN IF CLK_SCAN'EVENT AND CLK_SCAN='1' THEN IF S1="101" THEN S1<="000"; ELSE OUTDOUT<="1111001"; END CASE; END PROCESS; EN<='0'; SEL<=S1; END BEHAVE;。
4.跪求：《數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)》 原理,方框圖,電路圖
4.2.3簡易數(shù)字頻率計(jì)電路設(shè)計(jì) 數(shù)字頻率計(jì)是用數(shù)字顯示被測信號頻率的儀器，被測信號可以是正弦波、方波或其它周期性變化的信號。
如配以適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，可以對多種物理量進(jìn)行測試，比如機(jī)械振動(dòng)的頻率、轉(zhuǎn)速、聲音的頻率以及產(chǎn)品的計(jì)件等等。因此，數(shù)字頻率計(jì)是一種應(yīng)用很廣泛的儀器。
一、設(shè)計(jì)目的 1. 了解數(shù)字頻率計(jì)測量頻率與測量周期的基本原理； 2. 熟練掌握數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法及減小測量誤差的方法。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 要求設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的數(shù)字頻率計(jì)，測量給定信號的頻率，并用十進(jìn)制數(shù)字顯示，具體指標(biāo)為： 1.測量范圍：1HZ—9.999KHZ，閘門時(shí)間1s; 10 HZ—99.99KHZ，閘門時(shí)間0.1s; 100 HZ—999.9KHZ，閘門時(shí)間10ms; 1 KHZ—9999KHZ，閘門時(shí)間1ms; 2.顯示方式：四位十進(jìn)制數(shù) 3. 當(dāng)被測信號的頻率超出測量范圍時(shí)，報(bào)警. 三、數(shù)字頻率計(jì)基本原理及電路設(shè)計(jì) 所謂頻率，就是周期性信號在單位時(shí)間 （1s） 內(nèi)變化的次數(shù).若在一定時(shí)間間隔T內(nèi)測得這個(gè)周期性信號的重復(fù)變化次數(shù)為N，則其頻率可表示為 fx=N/T 。
因此，可以將信號放大整形后由計(jì)數(shù)器累計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的信號個(gè)數(shù)，然后經(jīng)譯碼、顯示輸出測量結(jié)果，這是所謂的測頻法?？梢姅?shù)字頻率計(jì)主要由放大整形電路、閘門電路、計(jì)數(shù)器電路、鎖存器、時(shí)基電路、邏輯控制、譯碼顯示電路幾部分組成，總體結(jié)構(gòu)如圖4-2-6： 圖4-2-6數(shù)字頻率計(jì)原理圖 從原理圖可知，被測信號Vx經(jīng)放大整形電路變成計(jì)數(shù)器所要求的脈沖信號Ⅰ，其頻率與被測信號的頻率fx相同。
時(shí)基電路提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基準(zhǔn)信號Ⅱ，具有固定寬度T的方波時(shí)基信號II作為閘門的一個(gè)輸入端，控制閘門的開放時(shí)間，被測信號I從閘門另一端輸入，被測信號頻率為fx，閘門寬度T，若在閘門時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)得的脈沖個(gè)數(shù)為N，則被測信號頻率fx=N/THz?？梢姡l門時(shí)間T決定量程，通過閘門時(shí)基選擇開關(guān)選擇，選擇T大一些，測量準(zhǔn)確度就高一些，T小一些，則測量準(zhǔn)確度就低.根據(jù)被測頻率選擇閘門時(shí)間來控制量程.在整個(gè)電路中，時(shí)基電路是關(guān)鍵，閘門信號脈沖寬度是否精確直接決定了測量結(jié)果是否精確.邏輯控制電路的作用有兩個(gè)：一是產(chǎn)生鎖存脈沖Ⅳ，使顯示器上的數(shù)字穩(wěn)定；二是產(chǎn)生清“0”脈沖Ⅴ，使計(jì)數(shù)器每次測量從零開始計(jì)數(shù)。
1.放大整形電路 放大整形電路可以采用晶體管 3DGl00和74LS00，其中3DGl00組成放大器將輸入頻率為fx的周期信號如正弦波、三角波等進(jìn)行放大。與非門74LS00構(gòu)成施密特觸發(fā)器，它對放大器的輸出信號進(jìn)行整形，使之成為矩形脈沖。
2.時(shí)基電路 時(shí)基電路的作用是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信號，可以由555組成的振蕩器產(chǎn)生，若時(shí)間精度要求較高時(shí)，可采用晶體振蕩器。由555定時(shí)器構(gòu)成的時(shí)基電路包括脈沖產(chǎn)生電路和分頻電路兩部分。
（1）555多諧振蕩電路產(chǎn)生時(shí)基脈沖 采用555產(chǎn)生1000HZ振蕩脈沖的參考電路如圖4-2-7所示。電阻參數(shù)可以由振蕩頻率計(jì)算公式f=1.43/((R1+2R2)*C）求得。
（2） 分頻電路 由于本設(shè)計(jì)中需要1s、0.1s、10ms、1ms四個(gè)閘門時(shí)間，555振蕩器產(chǎn)生1000HZ，周期為1ms的脈沖信號，需經(jīng)分頻才能得到其他三個(gè)周期的閘門信號，可采用74LS90分別經(jīng)過一級、二級、三級10分頻得到。 圖4-2-7 555多諧振蕩電路 3. 邏輯控制電路 在時(shí)基信號II結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的負(fù)跳變用來產(chǎn)生鎖存信號Ⅳ，鎖存信號Ⅳ的負(fù)跳變又用來產(chǎn)生清“0”信號V。
脈沖信號Ⅳ和V可由兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LSl23產(chǎn)生，它們的脈沖寬度由電路的時(shí)間常數(shù)決定。觸發(fā)脈沖從B端輸入時(shí)，在觸發(fā)脈沖的負(fù)跳變作用下，輸出端Q可獲得一正脈沖， Q非端可獲得一負(fù)脈沖，其波形關(guān)系正好滿足Ⅳ和V的要求。
手動(dòng)復(fù)位開關(guān)S按下時(shí)，計(jì)數(shù)器清“ 0 ”。參考電路如圖4-2-8 圖4-2-8數(shù)字頻率計(jì)邏輯控制電路 4.鎖存器 鎖存器的作用是將計(jì)數(shù)器在閘門時(shí)間結(jié)束時(shí)所計(jì)得的數(shù)進(jìn)行鎖存，使顯示器上能穩(wěn)定地顯示此時(shí)計(jì)數(shù)器的值.閘門時(shí)間結(jié)束時(shí)，邏輯控制電路發(fā)出鎖存信號Ⅳ，將此時(shí)計(jì)數(shù)器的值送譯碼顯示器。
選用8D鎖存器74LS273可以完成上述功能.當(dāng)時(shí)鐘脈沖CP的正跳變來到時(shí)，鎖存器的輸出等于輸入，即Q=D。從而將計(jì)數(shù)器的輸出值送到鎖存器的輸出端。
正脈沖結(jié)束后，無論D為何值，輸出端Q的狀態(tài)仍保持原來的狀態(tài)Qn 不變.所以在計(jì)數(shù)期間內(nèi)，計(jì)數(shù)器的輸出不會(huì)送到譯碼顯示器. 5.報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)要求用4位數(shù)字顯示，最高顯示為9999。超過9999就要求報(bào)警，即當(dāng)千位達(dá)到9（即1001）時(shí)，如果百位上再來一個(gè)時(shí)鐘脈沖（即進(jìn)位脈沖），就可以利用此來控制蜂鳴器報(bào)警。
電路如圖4-2-9： 圖4-2-9 數(shù)字頻率計(jì)報(bào)警電路 四、調(diào)試要點(diǎn) 1.通電準(zhǔn)備 打開電源之前，先按照系統(tǒng)原理圖檢查制作好的電路板的通斷情況，并取下電路板上的集成塊，然后接通電源，用萬用表檢查板上的各點(diǎn)電源電壓值，之后再關(guān)掉電源，插上集成塊。 2.單元電路檢測 接通電源后，用雙蹤示波器 （ 輸人耦合方式置 DC 檔 ） 觀察時(shí)基電路的輸出波形，看其是否滿足設(shè)計(jì)要求，若不符合，則調(diào)整R1和R2。
然后改變示波器的掃描速率旋鈕，觀察 74LSl23 的第13 腳和第10 腳的波形是否為鎖存脈沖Ⅳ和清零脈沖 V 的波形。 將 4 片計(jì)數(shù)器 74LS90。
5.設(shè)計(jì)題目：脈沖數(shù)字頻率計(jì) 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一款脈沖信號的頻率
（一）基本任務(wù)和要求：
1、設(shè)計(jì)一個(gè)可容納6組（或4組）參賽的數(shù)字式搶答器，每組設(shè)一個(gè)按鈕，供搶答使用。
2、搶答器具有第一信號鑒別和鎖存功能，使除第一搶答者外的按鈕不起作用。
3、設(shè)置一個(gè)主持人“復(fù)位”按鈕。
4、主持人復(fù)位后，開始搶答，第一信號鑒別鎖存電路得到信號后，有指示燈顯示搶答組別，揚(yáng)聲器發(fā)出2~3秒的音響。
5、設(shè)置一個(gè)計(jì)分電路，每組開始預(yù)置100分，由主持人記分，答對一次加10分，答錯(cuò)一次減10分。
（二）提示：
1、此設(shè)計(jì)問題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷出第一搶答者并將其鎖存，實(shí)現(xiàn)的方法可使用觸發(fā)器或鎖存器，在得到第一信號后將輸入封鎖，使其它組的搶答信號無效。
2、形成第一搶答信號后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示第一搶答者的組別，用第一搶答信號推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出音響。
3、計(jì)分電路采用十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器、數(shù)碼管顯示，由于每次都是加/減10分，所以個(gè)位始終為零，只要十位、百位進(jìn)行加/減運(yùn)算即可。
設(shè)計(jì)三：數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)
（一）基本任務(wù)和要求：
1、設(shè)計(jì)一個(gè)能測量方波信號的頻率的頻率計(jì)。
2、測量的頻率范圍是0?999999Hz。
3、結(jié)果用十進(jìn)制數(shù)顯示。
（二）提示：
1、脈沖信號的頻率就是在單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)，其表達(dá)式為，f為被測信號的頻率，N為計(jì)數(shù)器所累計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)，T為產(chǎn)生N個(gè)脈沖所需的時(shí)間。所以，在1秒時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器所記錄的結(jié)果，就是被測信號的頻率。
2、被測頻率信號取自實(shí)驗(yàn)箱晶體振蕩器輸出信號，加到主控門的輸入端。
3、再取晶體振蕩器的另一標(biāo)準(zhǔn)頻率信號，經(jīng)分頻后產(chǎn)生各種時(shí)基脈沖：1ms,10ms,0.1s,1s等，時(shí)基信號的選擇可以控制，即量程可以改變。
4、時(shí)基信號經(jīng)控制電路產(chǎn)生閘門信號至主控門，只有在閘門信號采樣期間內(nèi)（時(shí)基信號的一個(gè)周期），輸入信號才通過主控門。
5、f=N/T，改變時(shí)基信號的周期T，即可得到不同的測頻范圍。
6、當(dāng)主控門關(guān)閉時(shí)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，顯示器顯示記錄結(jié)果，此時(shí)控制電路輸出一個(gè)置零信號，將計(jì)數(shù)器和所有觸發(fā)器復(fù)位，為新的一次采樣做好準(zhǔn)備。
7、改變量程時(shí)，小數(shù)點(diǎn)能自動(dòng)移位。
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6.簡易數(shù)字頻率計(jì)怎么弄
課程設(shè)計(jì) 簡易數(shù)字頻率計(jì)2008-10-18 13:16課題名稱：簡易數(shù)字頻率計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)和要求：（1） 被測信號的頻率范圍100Hz~10kHz(2) 輸入信號為正弦信號或方波信號（3） 四位數(shù)碼管顯示所測頻率，并用發(fā)光二極管表示單位（4） 具有超量程報(bào)警功能【摘 要】在電子系統(tǒng)非常廣泛應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，到處可見到處理離散信息的數(shù)字電路，在電子技術(shù)中，頻率是最基本的參數(shù)之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此頻率的測量就顯得更為重要。
測量頻率的方法有多種，其中電子計(jì)數(shù)器測量頻率具有精度高、使用方便、測量迅速，以及便于實(shí)現(xiàn)測量過程自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，文章主要闡述了選擇單片機(jī)作為核心器件，采用模塊化布局，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易數(shù)字頻率計(jì)的過程。設(shè)計(jì)思路頻率計(jì)是直接用十進(jìn)制來顯示被測信號頻率的一種測量裝置，它可以測量正弦波 方波和三角波的頻率，利用施密特觸發(fā)器將輸入信號整形為方波，并利用計(jì)數(shù)器測量1S內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)，利用鎖存器鎖存，穩(wěn)定顯示在數(shù)碼管上常用的頻率測量方法（1） 測頻法測頻法的基本思想是：對頻率為f的周期信號，用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)閘門信號對被測信號的重復(fù)周期數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)果為N時(shí)，其信號頻率為如圖測頻法的測量誤差與信號頻率有關(guān)：信號頻率越高誤差越??；而信號頻率越低，則測量誤差越大，因此，測頻法適合于對高頻信號的測量，測量越高，測量精度也就越高（2） F/V 與A/D法這種測量方法是先通過F/V變換，把頻率信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；然后再通過A/D轉(zhuǎn)換把電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在對數(shù)字信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而得到測量信號的頻率根據(jù)性能與技術(shù)指標(biāo)的要求，首先需要確定能滿足這些指標(biāo)的頻率測量方法，根據(jù)上述頻率測量原理與方法的討論，本設(shè)計(jì)采用測頻法由于測頻法的測量誤差與信號頻率成反比：信號頻率越低，測量誤差越大，信號頻率越高，測量誤差越小。
用測頻發(fā)所獲得的測量數(shù)據(jù)，在閘門時(shí)間為1S時(shí)，不需要進(jìn)行任何換算，計(jì)數(shù)器所計(jì)數(shù)據(jù)就是信號頻率，另外，在信號頻率較低時(shí)，可以通過增大閘門時(shí)間來提高測量精度電路設(shè)計(jì)用測頻發(fā)構(gòu)成的數(shù)字頻率計(jì)的原理框圖如圖示（1） 放大整形電路由二極管及電阻構(gòu)成的幅度擴(kuò)展電路和555構(gòu)成的施密特觸發(fā)電路構(gòu)成整形電路，如下圖示二極管D1 D2 及電阻R1R2構(gòu)成信號幅度擴(kuò)展電路，當(dāng)輸入信號較小時(shí)，限幅器的二極管均截至，不起作用。用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器作用是將輸入的周期性信號，如正弦波三角波或其他呈周期性變化的波形換成脈沖波形，其周期不變（2） 時(shí)基電路時(shí)基電路的作用是控制計(jì)數(shù)器的輸入脈沖。
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號到來時(shí)，閘門開通，被測信號通過閘門進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)脈沖結(jié)束時(shí)，閘門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器無脈沖輸入，時(shí)基電路可以由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器實(shí)現(xiàn) 如下圖產(chǎn)生的方波信號高電平時(shí)間長度為1S，低電平時(shí)間長度為0.25s。利用公式t1=0.7(R1+R2)t2=0.7R2C計(jì)數(shù)參數(shù)，參數(shù)如上圖（3） 控制電路控制電路可以由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成 如下圖邏輯控制電路利用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號結(jié)束后產(chǎn)生的負(fù)跳變來產(chǎn)生鎖存信號，同時(shí)鎖存信號經(jīng)反相又產(chǎn)生清零信號，鎖存信號的脈沖寬度由單穩(wěn)態(tài)電路本身的時(shí)間常數(shù)決定（4） 計(jì)數(shù) 鎖存 譯碼 顯示電路計(jì)數(shù)電路用4個(gè)同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器構(gòu)成，可以選擇同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器 74LS190或 74LS192 雙 BCD碼計(jì)數(shù)器CD4518等集成電路來實(shí)現(xiàn)，譯碼器可采用共陰極顯示譯碼器 74LS48或共陽極顯示譯碼器74LS47，具體根據(jù)數(shù)碼管的型號來確定。
鎖存器則可選用 8D鎖存器74LS373或 74LS273鎖存器的作用是將計(jì)數(shù)器在1s結(jié)束時(shí)的計(jì)數(shù)值進(jìn)行鎖存，使顯示器上獲得穩(wěn)定的測量值，當(dāng)時(shí)鐘脈沖CP的正跳變來到時(shí)，鎖存器的輸出等于輸入，從而將計(jì)數(shù)器的輸出值送到鎖存器的輸出端。正脈沖結(jié)束后，輸出不在改變（5） 總電路圖收獲與體會(huì)：通過本次課程設(shè)計(jì)，體會(huì)到了設(shè)計(jì)的艱辛，第一部分為課題的初步考慮。
通過查資料找線索，提出不同方案，并對各種方案進(jìn)行比較討論，選取了最好的方案而且對總框圖進(jìn)行構(gòu)思和設(shè)計(jì)第二部分為系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。這一部分是最有挑戰(zhàn)性的。
為了實(shí)現(xiàn)各模塊的功能而苦苦奮戰(zhàn)。經(jīng)過無數(shù)次修改而成功。
初步嘗到成功的喜悅。增強(qiáng)了進(jìn)一步設(shè)計(jì)的信心。
第三部分為系統(tǒng)完成下載階段。這階段也遇到困難。
不過解決起來容易多了。對各種問題有了經(jīng)驗(yàn)。
測試，下載，連線。終于設(shè)計(jì)初步完成了。
