數字集成芯片構成的頻率計數器設計

摘要：頻率計數器是一種用數字顯示的頻率測量?jì)x表，它不僅可以潮量正弦信號、三角波信號、方波信號和尖脈沖信號的頻率，而且還能對其他多種非電量信號的頻率進(jìn)行測量。系統采用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器作為時(shí)基產(chǎn)生電路，產(chǎn)生頻率為1 kHz的控制信號，而被測信號經(jīng)過(guò)一個(gè)放大整形電路，將其變化成滿(mǎn)足系統要求的計數脈沖信號，然后用頻率計數器測量單位時(shí)間內變化次數，即被測信號的頻率。
關(guān)鍵詞：頻率測量；555定時(shí)器；LED顯示；頻率計數器

頻率計數器是一種用數字顯示的頻率測量?jì)x表，它不僅可以測量正弦信號、三角波信號、方波信號和尖脈沖信號的頻率，而且還能對其他多種非電量信號的頻率進(jìn)行測量，例如機械振動(dòng)次數，物體轉動(dòng)速度，明暗變化的閃光次數，單位時(shí)間里經(jīng)過(guò)傳送帶的產(chǎn)品數量等，這
些物理量的變化情況可以通過(guò)相應的傳感器先轉變成周期變化的電量信號，然后用頻率計數器測量單位時(shí)間內變化次數，利用8421碼編碼的十進(jìn)制計數器進(jìn)行計數，計數的結果由譯碼顯示電路顯示出來(lái)。

1 頻率計數器整體方案設計
所謂頻率就是信號在單位時(shí)間內所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數，其數學(xué)表達式為f=N／T，其中f為被測信號的頻率；N為T(mén)時(shí)間內所累計的脈沖個(gè)數；T為計數時(shí)間。計數器單位時(shí)間內的計數結果，即為被測信號的頻率。本系統就是按照頻率的這一定義來(lái)實(shí)現其測量的，其系統原理框圖如圖1所示。

本系統由輸入電路、邏輯控制電路、計數顯示電路、時(shí)基產(chǎn)生電路4大部分構成，其工作原理為：被測頻率信號經(jīng)過(guò)放大、整形之后，將其變換為頻率與之相等的計數脈沖信號，作為閘門(mén)的一路輸入信號，而時(shí)基產(chǎn)生電路產(chǎn)生方波信號，送給邏輯控制電路，產(chǎn)生控制閘門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的門(mén)控信號，作為閘門(mén)的另一路輸入信號。門(mén)控信號為高電平時(shí)，閘門(mén)開(kāi)啟，計數脈沖信號通過(guò)閘門(mén)進(jìn)入十進(jìn)制計數器進(jìn)行計數；門(mén)控信號為低電平時(shí)，閘門(mén)關(guān)閉，十進(jìn)制計數器停止計數，計數的結果通過(guò)譯碼顯示電路顯示出來(lái)。本系統可實(shí)現10～9 999 Hz信號的頻率測量，還可通過(guò)調節555定時(shí)電路的輸出頻率改變測量精度。