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儀表，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行測量。系統采用555定時器組成的多諧振蕩器作為時基產生電路，產生頻率為1 kHz的控制信號，而被測信號經過一個放大整形電路，將其變化成滿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間內變化次數，即被測信號的頻率。
關鍵詞：頻率測量；555定時器；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儀表，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行測量，例如機械振動次數，物體轉動速度，明暗變化的閃光次數，單位時間里經過傳送帶的產品數量等，這
些物理量的變化情況可以通過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間內變化次數，利用8421碼編碼的十進制計數器進行計數，計數的結果由譯碼顯示電路顯示出來。

1 頻率計數器整體方案設計
所謂頻率就是信號在單位時間內所產生的脈沖個數，其數學表達式為f=N／T，其中f為被測信號的頻率；N為T時間內所累計的脈沖個數；T為計數時間。計數器單位時間內的計數結果，即為被測信號的頻率。本系統就是按照頻率的這一定義來實現其測量的，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、時基產生電路4大部分構成，其工作原理為：被測頻率信號經過放大、整形之后，將其變換為頻率與之相等的計數脈沖信號，作為閘門的一路輸入信號，而時基產生電路產生方波信號，送給邏輯控制電路，產生控制閘門開啟和關閉的門控信號，作為閘門的另一路輸入信號。門控信號為高電平時，閘門開啟，計數脈沖信號通過閘門進入十進制計數器進行計數；門控信號為低電平時，閘門關閉，十進制計數器停止計數，計數的結果通過譯碼顯示電路顯示出來。本系統可實現10～9 999 Hz信號的頻率測量，還可通過調節555定時電路的輸出頻率改變測量精度。