数字显示频率计

四、数字显示频率计

(一)实训

1.实训电路设计要求

通过CD40110、CD4017、NE555等组合，实现信号频率的测量(显示两位数)。

2.实训目的

掌握数字显示频率计的工作原理。

3.实训知识储备

掌握CD40110集成电路的使用。

4.实训电路原理图

如图8－7所示。

图8－7　数字显示频率计电路图

5.电路工作原理

由频率的定义可知，频率是脉冲信号每秒钟振动的次数。因此，如果用一个电子计数器和一个控制闸门，设法让被测信号只输入1秒。那么，该计数器所显示的数值即是该被测信号的频率。数字显示频率计就是按照这个原理设计的。下面介绍结构较为简单的两位数字式频率计。

①由NE555等构成频率可调的方波脉冲振荡电路，产生频率为1HZ的振荡信号，方波信号的高电平持续时间较长，低电平持续时间较短。NE555的3脚输出的振荡信号经与非门反相后加到CD4017的CP输入端，产生时序控制信号，从而实现1S内的脉冲计数(即频率检测)，数值保持和清0。

②当CD4017的CP端接收到第一个脉冲时使Q0由低电平变为高电平，第二个脉冲时Q1由低电平变为高电平。这时控制与非门U3B打开，允许被测信号输入(其中测量时间为1S)，被测信号送入CD40110进行加法计数，当第三个脉冲到来，Q1由高电平变为低电平，关闭了门电路U3B。被测信号不能进入计数器，停止计数。此时，Q2由低电平变为高电平，数据保持1秒显示，当第四个脉冲到来了，Q3由低电平变为高电平。此时，Q3与CD40110的CR(复位端)相接，计数器复位清零，电路进入下次频率测量状态。

6.实训中出现的问题及问题解决方框图

(1)电路工作方框图(图8－8)

图8－8　数字显示频率计电路工作方框图

(2)实训中出现的问题及解决方法

①LED不闪烁，是哪个电路出了问题？方法：　查NE555振荡电路。

②LED闪烁，但CD40110不能复位，电路不能测量频率是哪里出了问题，应该如何排查？方法：　查CD4017分频电路的供电，CD4017正常工作时输出引脚电压应发生变化。

③测量频率时，电路不能计数，应该如何解决？方法：　查CD40110组成的计数电路有无输入信号、复位信号等。

(二)元器件的选择

1.元器件清单

表8－4　数字显示频率计元器件清单表

2.元器件注意点

在配置元器件的时候，别忘记配导线(或用万用表表笔)，用于测量信号。

(三)知识升华

①在本电路中数据显示的时间是1秒，将数据显示时间改为3秒。

②将该电路改装成倒计数电路，要求如下：　

数码管显示00→99→98→97→……02→01→00→99→98→97→……02→01→00循环。