输入信号的幅度Uxm与直流电平Uxo和回差△UT有关，一般说来，△UT越小，对输入信号的幅值Uxm要求越小，如果需要减小回差，可以在555的控制端CO接入一个正电压。
如果取+Ucc=+5V,回差△UT=1.67V。
对于图3.2所示的波形图，若取Uxo=1/3Ucc+1/2△UT=2.5V,则输入信号幅度为Uxm>1/2△UT=0.83V.为使Uxo=2.5V，对于图3.1所示电路，则取R3=R4=10KΩ。
2.2时基电路和闸门电路
如图2.1所示，闸门电路是控制计数器计数的标准时间信号，决定了被测信号的脉冲通过闸门进入计数器进行计数的计数个数，其精度很大程度上决定了频率计的频率测测量精度。
当要求频率测量精度高时，应使用晶体振荡器通过分频获得。
在此简单数字频率计的中，时基信号采用由555定时器构成的多谐振荡器电路，当标准时间信号（1s高电平）来到时，闸门开通，被测信号的脉冲通过闸门进入计数器计数；标准时间脉冲结束时（为低电平），闸门关闭，计数器无时钟脉冲输入。
例如，时基信号的作用时间为1s，闸门电路将打开1s，若在这段时间内通过闸门电路的脉冲数目为1000个，则被测信号的频率就是1000Hz。
设标准时基为1s的脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器电路产生的，由555定时器构成的多谐振荡气的周期计算公式为：
周期计算公式：
t=t1+t2=0.693（R1+2R2）C；占空比为：
D=t2/（t1+t2）=R2/（R1+2R2）<50%，t1为正方波的宽度，t2为负方波的宽度；若取振荡器的频率f0=1/（t1+t2）=0.8HZ,则振荡器的输出波形如图2.4所示，其中t1=1s，t2=0.25s。
图2.3标准脉冲产生的闸门电路
2.4闸门电路各波形特点
2.3计数电路
计数器用4个74LS190同步十进制可逆计数器构成。
作用是对放大整形电路输出的频率信号进行计数，并将输出的数值输入到寄存器。
如图2.5所示。
图2.5计数电路图
U10的CKA接外来信号，U7、8、9、10的CKB均接相应的QA。
U10的Q3接U9的CKA,U9的Q3接U8的CKA,U8的Q3接U7的CKA。
四个芯片的R01、R02均接地，R91、R92连在一起接时基信号的反向信号。
当R91、R92同为高电平时，四位十进制计数器同时清零。
当R91。
R92同为低电平时，四位十进制计数器正常计数
2.4寄存电路、译码电路和显示电路
图2.6寄存、译码、显示电路
寄存器可选用4个寄存器74LS175构成。
寄存器的作用是将计数器在1s结束时所计得的数进行寄存，使显示器上能稳定地显示此时计数器的值。
因为计数器在一秒内要计算成千个输入脉冲，若不加寄存器，显示器上的数字将随机数器的输出变化而变化，不便于读数。
当时钟脉冲CP的上升沿到来时，寄存器的输出等于输入，即Q=D。
从而将4个十进制计数器即个位、十位、百位、千位的输出值送到寄存器的输出端。
正脉冲结束后，无论输入端D为何值，输出端Q的状态仍然保持原来的状态。
译码器采用4个CD4511共阴极显示译码器构成。
译码/驱动器CD4511的作用是将输入的高低电平信号转化为数码管需要的高低电平信号，并控制数码灯的亮灭。
3．整体电路的设计
3.1总电路分析
如图3所示，被测信号（三角波、正弦波、方波）输入由555定时器组成的施密特触发器整形成与输入信号同频率的矩形脉冲。
将该脉冲输入由74LS90组成的十进制计数器用作时钟信号。
另一片555定时器接成的多谐振荡器输出的高电平时间为1S，低电平时间为0.25S的矩形脉冲信号通过闸门，输给74LS175，做寄存的时钟信号，同时输给计数器74LS90的R01、R02控制计数器的计数和清零。
当取反后的时基信号来个上升沿时，寄存器寄存0000。
高电平阶段计数器清零，寄存器一直显示0000不变。
低电平时，计数器开始计数，寄存器清零。
当再来个上升沿时寄存器寄存刚才1S内计数器所计的数据，高电平时，计数器清零，寄存器数据保持不变。
低电平时，寄存器清零，计数器计数。
如此循环工作。
若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率为f=NHz。
本电路可实现直接测量输入信号的频率，输入的频率范围1～9999HZ。
3.2总电路图
在上述子模块电路的基础上，画出整个电路的总电路图。
如图3所示：
图3整体电路图
4．电路的调测与分析
4.1计数、显示电路的调测
如图3所示，连接好电路后。
开始仿真，计数器开始计数，并将相应的计的数通过CD4511芯片译码给七段译码显示器进行显示所计的数。
4.2调试电路的注意事项
在通电调试前，一定要认真检查电路是否有错接、漏接等。
因此要用万用表欧姆档，测量芯片各引脚和各个元器件之间的连接是否正常，测量各个元器件之间的连接是否正常。
用电压表把各个芯片所用的电压调整到规定的数值。
检查各个芯片的接地是否连接牢固。
检查无误，方可通电调试。
5．所用芯片及其它器件说明
本次设计选用的器件有74LS90，CD4511，74LS175，555定时电路，共阴极七段LED数码管等，下面是这些元器件在频率计数器中的应用及原理。
5.1555定时器
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555定时器的内部电路框图如右图所示
图5.1555集成电路内部结构
555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图5.2（A）所示，按输入输出的排列可看成如图5.2（B）所示。
其中6脚称阈值端（TH），是上比较器的输入；2脚称触发端（TR），是下比较器的输入；3脚是输出端（Vo），它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端（DIS），它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端（MR），加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端（Vc）,可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。
图5.2555定时器
5.1.1555构成的施密特触发器
图5.3555定时器构成的施密特触发器
4．UI再增大时，对电路的输出状态没有影响。
（a）上升过程
（b）下降过程
5.1.2555构成的多谐振荡器
由555定时器构成的多谐振荡器如图5.4（a）所示，其工作波形见图5.4（b）所示。
接通电源后，电源VDD通过R1和R2对电容C充电，当Uc2C，由电容C放电时间决定；TH=0.7（R1+R2）C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL。
图5.4555构成多谐振荡器
上面仅讨论了由555定时器在本次数字频率计课程设计中的应用及原理。
实际上，由于555定时器灵敏度高，功能灵活，因而在电子电路中获得广泛应用。
5.274LS175寄存器
.其引脚功能如图5.5所示。
图5.574ls175的引脚图及真值表
5.374LS90计数器
集成十进制异步计数器的型号有：
74LS90、74196、74S196，74LS196、74290、74LS290等，它们都是按照8421BCD码进行加法计数的电路（如图5.6），本设计采用的是74LS90计数器。
图5.68421BCD码加法计数状态图
74LS90是TTL系列的十进制计数器，其内部由四个主从触发器和一些附加门电路组成，以提供一个2分频计数器和一个三级的二进制计数器。
其引脚排列如图5.7所示；逻辑功能示意图如图5.8所示。
图5.774LS90的引出端排列图
此芯片有门控置“0”输入端及还有门控置“9”输入端。
为了使用其最大计数长度，须将Q0输出端连到B输入端。
计数输入脉冲加到输入端A上，则输出为BCD计数（见表2）。
若把Q3连接到输入端A上，输出则为二五混合进制（见表3）。
这时输入脉冲加在B端，在Q0的输出上可以得到一个十分频的方波。
74LS90复位/计数功能表（见表4）。
图5.874LS90的逻辑功能示意图
由于本次课程设计的技术指标为1Hz—9999Hz，因此就要求四个计数器级联，图5.10是由74LS90利用输出Q3控制高一位的CP端构成的加计数级联图。
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