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多功能数字频率计

摘要：数字频率计是电路中的一个典型应用，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。在此文设计是创新

（基于CD40110）简易数字频率计，数字频率计电路包括信号预处

理电路、波形整形及闸门电路、显示电路(输入整形电路、555多谐

振荡器、闸门电路、计数器、显示器等组成)。利用数字电路知识将

其与数字时钟、十路循环彩灯组合，数字时钟可实现24小时计时、

整点报时、校时功能。十路循环彩灯由于其丰富的灯光色彩，运用广

泛。本次设计将数字频率计多功能化，将数字时钟与频率计两个电路

共通之处（555芯片构成振荡电路、CD40110计数器）共用，达到

电路多功能，芯片循环使用，且用拨码开关将十路循环彩灯与前两电

路组合，实现简易频率计多功能化。

关键词：数字频率计,循环彩灯设计，数字钟,CD40110,NE555,

CD4013,报时，校时

引言：在电子测量技术中，频率是最基本的参数之一，它与许多电参

量和非电参量的测量都有十分密切的联系，因此频率的测量就显得尤

为重要。数字频率计是用数字来显示被测信号频率的仪器，由于它精

度高、使用方便、测量迅速，等优点越来越受欢迎。

数字钟能清晰地显示时、分、秒之间的相互变化，并具有整点报

时和手动较时的功能，主要用于一般的生活计时，计时精度高。整个

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系统集成化程度高，电路结构相对简单，模块化明显。数字钟的使用

也很广泛。

十路循环彩灯由于其丰富的灯光色彩，造价低，控制简单在生活

中运用广泛。

将三者结合，就是本次数字频率计的创新。

目录

一、芯片介绍

（一）CD40110——十进制加减计数器/锁存/七段

（二）CD4013——双主-从D型触发器

（三）CD4011——四2输入端与非门

（四）CD40106——六施密特触发器

（五）LM358——双运放

（六）74LS30——8输入与非门

(七）CD4069——六反相器

（八）NE555——脉冲发生器

(九)七段数码管

（十）CD4017——十进制计数器/脉冲分配器

（十一）LED发光二极管

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二、整体方案设计

（一）整体方框图及原理

（二）系统基本原理

1、数字频率计原理

2、数字时钟原理

3、十路循环彩灯原理

4、多功能系统的组成方法

三、单元电路设计

（一）时基电路设计

（二）闸门电路设计

（三）控制电路设计

1、计数、锁存、译码电路

2、校时、报时电路

3、开关电路

（四）显示电路设计

（五）信号预处理设计

1、波形转换电路

2、波形整形及分频电路

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（六）循环彩灯设计

四、测试与调整

（一）电路焊接

（二）电路调试

五、总结

（一）系统测试结果

（二）问题及改进

（三）心得体会

六、器件清单

七、完整电路图

一、芯片介绍

（一）CD40110——十进制加减计数器/锁存/七段

40110为十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器，具有加减计数，

计数器状

态锁存，七段显示译码输出等功能。

40110有2个计数时钟输入端CPU和CPD分别用作加计数时钟输入

和减计数时

钟输入。由于电路内部有一个时钟信号预处理逻辑，因此当一个时钟

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输入端计数工作时，另一个时钟输入端可以是任意状态。

40110的进位输出CO和借位输出BO一般为高电平，当计数器从0～9

时，

BO输出负脉冲；从9～0时CO输出负脉冲。在多片级联时，只需要

将CO和BO分别接至下级40110的CPU和CPD端，就可组成多位计数

器。

（二）CD4013——双主-从D型触发器

CD4013是双D触发器，在以CD4013为主组成的若干个二分频电路的

基础上，加上异或门等反馈控制，即可很方便地组成N/2分频电路。

R（复位端）S（置位端）Q

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