计数器方式当待测信号到来，用单片机外部两个终端和来开始对定时计数器计时和计数。

本次设计单片机采用内部时钟方式，接的晶振，定时计数器工作在定时状态下，最大定时时间为，达不到秒的定时，所以采用定时，共定时次，即可完成秒的定时功能。

对于频率的概念就是在秒只数脉冲的个数，即为频率值。

所以工作在定时状态下，每定时秒中到，就停止的计数，而从的计数单元中读取计数的数值，然后进行数据处理。

送到显示出来。

软件流程图初始化开始等待待测信号对待测信号放大整形分频启动定时时间到停止计时停止计数计算频率送出显示结束系统调试放大整形电路的仿真首先根据设计的原理对软件进行调试，确保所写程序的正确性，软件调试成功后则可进入硬件调试阶段。

调试工作的主要任务是排除样机故障，包括设计和工艺故障。

焊接无误后，可分别调试。

首先用万能表或逻辑则试笔逐步按照逻辑图检查电源电压及各引脚的线路是否接好接正确。

对各个元器件型号管脚量程大小和极性进行检查，并检查电路中是否有短路或断路等故障。

另外，每级的地线电源线应尽可能的接在起，连接线要尽可能的短，功放级应该尽量远离输入级，这样既可以节省材料，又可以防止产生自激现象。

电路的调试过程般是先分级调试，再级联调试，最后进行整机调试与性能测试。

放大整形电路的仿真结果如图所示输入正弦波信号时输入方波信号时图放大整形电路仿真结果图为输入正弦波信号时的情况，由仿真结果看出输出为矩形脉冲信号，调节滑动变阻器的阻值可以改变输出方波信号的占空比。

其中，放大整形电路所提供的直流电源为，幅度为，频率为，输出结果如上。

图为输入方波信号时的情况，由仿真结果看出输出为矩形脉冲信号。

其中，直流电源为，频率为，输出结果如上所示。

由仿真结果看出，所设计的放大整形电路满足设计要求，具体参数可以根据实际情况改变，但输入信号的峰峰值要求不大于。

由于元件库中没有锯齿波信号输入，所以设计中没对锯齿波信号输入的情况进行仿真，但根据理论分析是完全能够实现的。

单片机电路的仿真在软件上对电路进行仿真调试。

分别将。

的正弦脉冲作为测试信号，如图，为的时候，为的时候为的时候，从仿真图中可以看出该电路系统可以正确测量出测试信号的频率，符合论文题目要求。

输入信号频率为时输入信号频率为时输入信号频率为时图仿真结果误差分析数字频率计测量数据时，由于各种原因，不可避免地将产生误差。

误差的大小将直接影响到产品性能的好坏，因此最大限度地减小测量误差是大多数数字测量仪器的目的。

数字频率计测量的误差由计数误差，时标信号的误差和被测信号噪声引起的触发误差三部分组成，即。

无论闸门时间长短，计数法测频总存在个单位的量化误差，即计数误差为。

通过计数器直接测频时的闸门时间和测周期时的时标脉冲都是由石英晶体振荡器的输出经过分频或倍频得到的。

因此，测频时的闸门时间误差和测周期时的时标信号误差就是时基误差，也就是计数器内石英晶体振荡器的频率误差。

通用计数器在测量周期时，由于被测信号叠加有噪声，当被测信号由施密特触发器整形成方波进入下级电路时，信号上叠加的噪声会使电路的触发时刻提前或滞后，从而带来测量误差。

此测量误差即为触发误差。

减小误差的方法在实际测量中，增加显示的有效数字位数可降低计数误差对直接测频法和测周期法的影响。

减少时基误差的措施使用性能更好的外部频率标准使用前对石英晶体振荡器进行校准减少触发误差的措施提高被测信号的信号噪声比增加测量时间。

结论本文介绍了种基于单片机制作数字频率计的设计方法。

其测量原理非常简单，硬件电路制作方便，软件编程易于实现，所测得的频率范围较宽，精度较高，平均相对误差，是在允许的测量误差范围内。

此次设计的数字频率计达到了测量频率的目的，但在实际制作和测试过程中，由于自己知识有限，时间短和经验不足等原因，还是出现了些问题和需要继续改进完善的地方。

在编写程序时，闸门时间没能准确地微调至秒，致使测量的误差比理想的要大。

由于单片机内部具有丰富的存储资源和强大的数据处理能力，因此采用单片机设计的数字频率计只需要改动很少的硬件部分就可以和其他的自动化仪表组成多功能控制系统，测量速度得到提高，用于连续测量的控制系统是非常有价值开显示，关光标清除显示屏写入数据指针加继续填入字符清除该行的字符，写指令数据使能子程序写指令使能指令码，高脉冲写数据使能数据，高脉冲延时微秒，写入命令子程序以位控制方式将命令写至写入命令写入数据子程序以位控制方式将数据写至写入数据设置显示地址设置的第二行地址写入命令由堆栈取出写入数据转换并在第二行显示数字子程序设置位置，加载小时数据显示数据和意义的。

致谢光阴似箭如梭，三年的大学学习很快就要过去了，在论文即将完成之际，我衷心的感谢所有指导关心和帮助我的老师同学和朋友。

本设计的完成是在我的导师陈英老师的细心指导下进行的。

在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。

从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了胡老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢，导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生，还要感谢和我同设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。

参考文献刘大茂智能仪器北京机械工业出版社，徐建军系列单片机应用及接口技术北京人民邮电出版社，谢淑如电路板设计北京清华大学出版社，刘文涛单片机语言程序设计北京原子能出版社，李花系列单片机实用接口技术北京北京航空航天大学出版社，范风强单片机语言应用实战集锦北京电子工业出版社，窦振中单片机外围器件实用手册存储分册北京北京航空航天大学出版社，黄智伟全国大学生电子设计大赛系统设计北京北京航空航天大学出版社张洪润刘秀英张亚凡单片机应用设计例下册北京北京航空航天大学出版社林志琦郎建军李会杰佟大鹏基于的单片机可视化硬件仿真北京北京航空航天大学出版社，周润景袁伟亭景晓松在和系统中的应用百例北京电子工业出版社，全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编北京北京理工大学出版社，李勇数字频率计的测量误差宜宾学院学报，尹国光基于单片机的数字频率计的设计和仿真天津工业大学学报，高明华简易数字频率计的设计大众科技，年第二期王捷艾红数字频率计分频电路设计计算机测量与控制第二期张国兴用单片机制作数字频率计电子制作年第二期附录系统主电路图附录二程序代码主程序开始定时器中断服务程序定时器中断服务程序设置指针初始化初始化程序定时端口置输入状态的外部输入脚中断服务子程序，中断服务子程序中断服务子程序，计数器中断服务子程序计计数器溢出次数定时秒子程序计数，定时执行次重新写入初始值，显示次。

压力流量液位值振动位移速度加速度，乃至各种气体的百分比成分等均用传感器转换成信号频率，然后用数字频率计来测量，以提高精确度。

由于大规模和超大规模数字集成电路技术数据通信技术与单片机技术的结合，数字频率计发展进入了智能化和微型化的新阶段。

其功能进步扩大，除了测量频率频率比周期时间相位相位差等基本功能外，还具有自捡自校自诊断数理统计计算方均根值数据存储和数据通信等功能。

此外，还能测量电压电流阻抗功率和波形等。

国际国内通用数字频率计的主要技术参数足够宽的测量范围。

人们对频率测量的范围的追求是无止境的，在些特殊的测试场合，要求频率计的测量范围足够宽，随着现代电子技术的发展，特别是高速芯片技术的发展，有些频率计数器能够直接测量。

例如以上的频率，在机动车的防撞雷达和低功率通讯中继站就需要这种性能的频率计。

高精度和高分辨率。

精度是指测量的准确程度，即仪器的读数接近实际信号频率的程度，精度越高测量越准确。

分辨率表明多么小的频率变化可能在仪器上显示出来。

晶体振荡器的频率稳定度晶体振荡器的频率稳定度，是决定频率计测量误差的个重要指标。

输入灵敏度输入灵敏度是指在侧频范围内能保证正常工作的最小输入电压。

科学技术发展越快，产品的更新周期就越短，数字化电子产品更是如此。

数字频率计作为种电子测量仪器，其发展趋势主要向以下三个方向发展。

发展趋势之从以前的模拟器件设计数字频率计逐步转变为数字芯片设计数字频率计。

这样的转变使得频率计的设计更趋于自动化智能化。

现在的电子产品主要是采用技术和单片机技术作为核心控制系统，辅以外围电路，制成高端数字化产品。

频率计正是朝着这个方向发展。

发展趋势之二在功能上从以前的仅实现单频率测量扩展到还能测量周期占空比脉宽等各种参数指标。

数字技术的不断成熟，使得在块很小的板子上制作大规模多功能的电子产品变得非常的容易方便。

当然，功能的实现是以强大的软件技术做后盾的。

以后的频率计等测量仪器将在编程语言的不断优化下，数字技术的不断完善下实现更多的功能。

方案论证数字频率计测量方法测量频率的方法很多，本次设计采用的是电子计数式。

电子计数式的测频方法主要有以下几种脉冲数定时测频法法，脉冲周期测频法法，脉冲数倍频测频法法，脉冲数分频测频法法，脉冲平均周期测频法法，多周期同步测频法。

脉冲数定时测频法法此法是记录在确定时间内待测信号的脉冲个数，则待测频率为，显然，时间为准确值，测量的精度主要取决于计数的误差。

其特点在于测量方法简单测量精度与待测信号频率和门控时间有关，当待测信号频率较低时，误差较大。

脉冲周期测频法法此法是在待测信号的个周期内，记录标准频率信号变化次数。

这种方法测出的频率是，此法的特点是低频检测时精度高，但当高频检测时误差较大。

脉冲数倍频测频法法此法是为克服法在低频测量时精度不高的缺陷发展起来的。

通过倍频，把待测信号频率放大倍，以提高测量精度。

其待测频率为。

其特点是待测信号脉冲间隔减小，间隔误差降低精度比法高倍，但控制电路比较复杂。

脉冲数分频测频法法此法是为了提高法高频测量时的精度形成的。

由于法测量时要求待测信号的周期不能太短，所以可通过分频使待测信号的周期扩大倍，所测频率为，其特点是高频测量精度比法高倍但控制电路也较复杂。

脉冲平均周期测频法法此法是在闸门时间内，同时用两个计数器分别记录待测信号的脉冲数和标准信号的脉冲数。

若标准信号的频率为，则待测信号频率为，法在测高频时精度较高但在测低频时精度较低。

多周期同步测频法此法是由闸门时间与同步门控时间共同控制计数器计数的种测量方法，待测信号频率与法相同。

此法的优点是，闸门时间与被测信号同步，消除了对被测信号计数产生的个字误差，测量精度大大提高，且测量精度与待测信号的频率无关，达到了在整个测量频段等精度测量。

几种方案的优劣讨论方案传统的频率计。

该系统测频部分采用中小规模数字集成电路，用机械式功能转换开关换挡，完成对不同频率的测量该方案的特点是中小规模数字集成电路应用技术成熟，能可靠