数字频率计电路设计 （毕业设计35页、16746字）
摘要：目前，频率和时间的测量已越来越受到重视，长度、电压等参数也可以转化为与频率测量有关的技术来确定。数字频率计是一种基本的测量仪器。它被广泛应用与航天、电子、测控等领域。它的基本测量原理是，首先让被测信号与标准信号一起通过一个闸门，然后用计数器计数信号脉冲的个数，把标准时间内的计数的结果，用锁存器锁存起来，然后用显示译码器把锁存的结果送入显示器显示出来。根据数字频率计的基本原理，本设计方案的基本思想是分为五个模块来实现其功能，即整个数字频率计系统分为信号予处理模块、闸门电路、计数模块、时基门控模块和显示模块等几个单元。

关键字：单片机；Protel DXP；频率

Design of Digital Frequency Meter Circuit
Abstract： At present, the frequency and the time survey has more and more received takes, parameter and so on length, voltage also may transform for determined with the frequency measurement related technology 。The digital frequency meter is one kind of basic metering equipment. It is widely applied and domain and so on astronautics, electron, observation and control. Its preliminary survey principle is, first lets measure the signal and the standard signal through a strobe, then count together with the counter the signal pulse integer, counts the result the standard time in, saves with the latch lock, then with demonstrated decoder the result which saves the lock sends in the monitor to show. According to the digital frequency meter basic principle, this design proposal basic thought is divides into five modules to realize its function, namely the entire digital frequency meter system divides into the signal to give the processing module, the gate circuit, to count the module, the time base gate controls the module and the demonstration module and so on several units.

Keywords：Monolithic integrated circuit, Protel DXP, Frequency

目 录
第1章 绪  论 1
1.1课题背景 1
1.2目的及意义 2
1.3设计的实施安排 2
第2章 系统设计基本原理 3
2.1 频率测量的方法 3
2.1.1直接测频法 4
2.1.2间接测频法 5
2.1.3 两种频率测量方法的适用区别 5
2.2系统硬件的设计原理 5
2.2.1 系统硬件的功能方框图 5
2.2.2 系统硬件设计的方法和流程 7
2.2.3 设计中要达到的技术要求 7
2.3  设计工具 8
2.3.1 protel DXP的概述 8
2.3.2 Protel DXP的组成 9
2.3.3 protel DXP的特点 9
第3章 电路说明 11
3.1 电路的工作原理 11
3.2 电路原理图中重要元器件的说明 12
3.2.1 单片机AT89S51 12
3.2.2 计数器74AC4040 13
3.2.3 分频器MB506 14
3.2.4 温补晶振TCXO1 15
3.2.5 液晶显示LCD1602 16
第4章 硬件制作 19
4.1总体设计思路 19
4.2 PROTEL DXP的使用 20
4.2.1电路原理图设计流程 20
4.2.2 PCB的设计流程 20
4.3.3 使用Protel遇到的难点 22
4.3电路板的实物制作结果 24
结束语 25
参考文献 25
致 谢 26
附录1 原理图（SCH）设计图 28
附录2 印制电路板（PCB）设计图 28
附录3 元器件清单 29
 

第一章 绪  论
1.1课题背景
在如今电子非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。供消费用的微波炉和电视、先进的工业控制系统、空间通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中无一不用到电子技术。数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。
    数字集成电路具有结构简单（如其中的晶体管是工作于饱和与截止2种状态，一般不设偏置电流）和同类型电路单元多（如一个计数系统需要很多同类型的触发器和门电路）的特点，因而容易集成化和归一化。由于数字集成电路与电子计算机的发展紧密相关，因而发展很快，目前已是集成电路中产量最高、集成度最大的器件之一。
   集成电路的类型很多，可分为模拟和数字集成电路两大类。虽然它们都可模拟具体的物理过程，但其工作方式有着很大的不同。甚至可能完全不同。电路中的工作信号通常是用电脉冲表示的数字信号。这种工作方式的信号，可以表达2种截然不同的现象。如以有脉冲表示“1”，无脉冲便表示“0”；以“1”表示“真”，则“0”便表示“假”，等等。反之亦然。这就是“数字信号”的含义。所以，“数字量”不是连续变化的量，其大小往往并不改变，但在时间分布上却有着严格的要求，这是数字电路的一个特点。
    数字式频率计基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字电路技术发展起来的一种新型的数字测量仪器。由于数字电路的飞速发展，所以，数字频率计的发展也很快。通常把能测量频率和时间的数字化功能测量仪器，称为数字式频率计(通用计数器或数字式技术器)
    在电子测量技术中，频率是一个最基本的参量，故数字频率计有着非常广泛的应用前景。
1.2目的及意义
随着电子技术的迅速发展和应用空间在民生、经济和军事等领域的战略地位日益提高,数字频率计因为具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等特点，故在数字信息时代的今天发挥着越来越重要的作用。
数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。随着复杂可编程逻辑器件（CPLD）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用汇编语言。将使整个系统大大简化。提高整体的性能和可靠性。
数字频率计是直接用十进制数字来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。本设计用汇编语言在CPLD器件上实现数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率。具有体积小、可靠性高、功耗低的特点。采用汇编语言编程设计实现的数字频率计具有灵活的现场可更改性。在不更改硬件电路的基础上，对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能。故该数字频率计具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等优点。

1.3设计的实施安排
本设计的具体实施安排如下：
了解课题内容，查阅有关文献，了解单片机结构、原理，熟悉单片机接口技术及设计基本原则。
了解数字频率计有关知识及项目设计要求，确定设计的整体方案。将数字频率计分成五个部分：信号预处理模块、闸门模块、时基门控模块、计数模块和显示模块。电路设计的工具是用的protel DXP。利用protel DXP来先后进行电路原理图、PCB原理图的设计和制作。
在设计出PCB原理图后，拿去刻板。同时进行元件的购买，在无法获得原定元件的情况下，用其他元件进行替代。