数字频率计基本组成与功能概述

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  • 数字频率计电路功能概述:    

本设计采用TMS320F2812 DSP 芯片,制作了一台简易数字频率计。本设计综合了传统的多周期测量和等精度测量方法,实现了对被测信号频率、周期、脉宽和占空比宽范围、高精度的测量。提出了一种在无需任何外部硬件控制情况下,利用DSP 2812丰富的软件资源实现等精度测量的一种方法。它根据每个门闸时间内高频标准脉冲的个数与已知被测信号的个数,求得被测信号频率,*后再通过多次测量取平均值的方法得到*终结果。系统测试结果表明我们的设计是可行的。

数字频率计是计算机,通讯设备,音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器,它的基本功能是测量正弦信号,方波信号以及其他各种单位时间变化的物理量。由于其使用十进制显示,测量迅速,**度高,显示直观,所以经常要用到频率计。

数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器,被测信号可以是正弦波,方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器,可以对多种物理量进行测试,比如机械振动的频率,转速,声音的频率以及产品的计件等等。 因此,数字频率计是一种应用很广泛的仪器。

数字频率计作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的一般可以完全由硬件电路搭接而成,如采用基于555定时器电路的多功能数字频率计的设计便是可取的路径之一,不用依靠单片机。但是这种电路存在一些缺点,且测频精度也不如单片机的高。在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟机械振动等领域常常要用到频率计。利用单片机采用程序设计方法来设计频率计,其测频精度高。且线路相对简单,结构紧凑,价格低廉,系统稳定度高,抗干扰能力强,用途广泛等优点。只要对电路稍加修改,调整程序,即可完成功能升级。

  • 数字频率计的基本组成:

  1. 测量控制电路,由一块CD4017和一块74LS04构成,其CP端输入1s脉冲信号,输出Q2用于计数器清零,Q1经过一个非门用于锁存,Q0经过一个非门用于计数测频。
  2. 计数器,计数器以待测信号作为时钟,清零信号clear到来时,异步清零:test-en为高电平时开始计数。计数是以十进制数显示,如果需要测试较高的频率信号,则将dout的输出位数增加,当然锁存器 位数也要增加。
  3. 锁存器,当test-en下降沿到来时,将计数器的计数值锁存,这样可由外部的七段译码器译码并在数码管显示。设置锁丰器的好处是暗淡无光的数据稳定,不会由于周期性的清零信号而不断闪烁。锁存器的位数应跟计数器完全一增。
  4. 电源电路,5V稳压输出供数字电路使用。

  • 工作原理:
数字频率计是直接用十进制数字来暗淡显示被测信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波、尖脉冲信号和其他具有周期特性的信号的频率,而且还可以测量它们的周期。数字频率计由一个1秒钟脉冲产生电路、一个测量控制电路、一个计数器、一个锁存器和电源电路组成。

数字频率计是测1秒钟脉冲产生电路。设计数字频率计的关键是设计一个测频率控制信号发生器,产生测量频率的控制时序。控制时钟信号取为1Hz,2分频后即可产生一个脉宽为1秒的时钟test-en,以此作为计数闸门信号。当test-en为高电平时,允许计数;当test-en由高电平变为低电平时,应产生一个锁存信号,将计数值保存起来;锁存数据后,还要在下次test-en上升沿到来之前产生零信号clear,将计数器清零,为下次计数作准备。
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