1、，所设计的等精度频率计精度趋于稳定，与被测频率无关。二设计目的与设计要求设计目的掌握采用等精度测频法来设计实现对信号频率的测量。设计要求频率测量范围信号方波正弦波幅度频率频率测试误差显示器要求十进制数字显示，显示刷新时间秒连续可调。三等精度频率计测量原理及方法等精度数字频率计测量原理等精度数字频率计的频率测量原理是在闸门信号的控制下，使用两个计数器分别对被测频率和标准频率进行计数，然后将技术结果进行相关计算得出被测信号的频率。等精度测量原理如下图所示当测频开始时，首先发出清零信号，使触发器和两个计数器清零，然后预置门控信号变为高电平开闸门，在被测信号的下个上升沿到来时，使同步门控信号上升为高电平开同步门。于是同时启动两个计数器和，进入计数允许周期。这里我们将启动计数器进入计数操作的信号称。
2、准信号有关。计数允许周期恰好是被测信号周期的整数倍，但不定是标准频率信号的整数倍。由于标准频率信号与计数允许信号不相关，标准频率信号相对计数允许信号出现的时间具有随机性，根据传统测频方案的误差分析，计数器的计数结果会有误差。如下图。在计数允许周期内，两个计数器的计数结果分别为和。显然它们分别表示了在计数允许周期内被测信号和标准频率信号的周期个数，且有其中则式可变换为所以被测频率为四，设计方案及设计内容系统设计方案提高标准信号频率可以降低测量误差，因此我们在设计计数器时应考虑高速计数器，以满足较高频率需要，此外，系统需要对计数器进行控制和对技术结果进行计算，并将结果显示出来。综合以上考虑利用和单片机相配合的系统设计较为合适，和单片机为核心的系统可以充分发挥系。
3、时，出现偶然误差，这是由于用实验台作为标准频率给出，造成的标准信号源误差所致，所测频率的相对误差较大，但随之被测频率的升高，相对误差逐渐降得很低，并且呈稳定趋势。如果增大计数门限值，那么等精度测量频率的相对误差便会趋于个很小的常数，说明等精度测频相对误差不随着被测频率的变花而变化。相对误差随测量频率的变化趋势测量标准频率值相对误差相对误差等精度数字频率计电子技术综合设计实验报告院系电子系班级姓名学号赵阳杨阳樊洪瑜摘要频率计是目前最为常用的电子测量仪器之，应用场合包括各种信号检测信号处理，甚至包括控制系统，比如各种以频率计作为控制信息的电子系统。目前，数字测试电路以其高精度高灵活性功能齐全等特点正逐步取代各种传统的模拟电工仪器仪表。数字化的频率计也得到越来越广泛的应用。本设计采用和双控制为。
4、为计数允许信号。在此期间，和分别对被测信号频率为和标准频率信号频率为计数。经过譬如秒后预置门控信号变为低电平，但由于此时端仍为高电平，因此两个计数器仍处于计数允许周期，直到下个被测信号上升沿到来，端才变成低电平，与此同时将两个计数器同时关闭。可以看出，实际闸门时间与预置闸门时间并不严格相等，但差值不超过被测信号的个周期。本设计采用等精度测频法来实现对数字信号的频率测量。等精度测量技术又叫多周期同步测量技术，其最大的特点就是在整个被测频率范围内都能达到相同的测量精度，而与被测信号频率大小无关。等精度测量法的基本原理是在闸门信号的控制下，使用两个计数器分别对被测频率和标准频率进行计数，然后将计数结果进行相关计算得到被测信号的频率。等精度数字频率计的测量精度与被测信号无关，而与闸门信号的宽度和。
5、发器完成输入待测频率信号与闸门信号的同步，是个位的高速计数器，完成输入频率与标准频率的技术功能。等精度频率计测频相关模块与顶层设计方法分频信号模块同步待测频率闸门信号产生计数器标准频率计数器接口模块计数允许信号计数结果计数结果至单片机写信号读控制通过调用库模块实现的频率计测试模块顶层文件方法二采用文本实现频率测试的相关模块与顶层文件计数控制模块计数模块数据选择模块,通过调用自己编写文件产生的模块的测频顶层文件方法三通过文本连接送中高位，计算结果显示数码管熄灭子程序频率测试计数子程序计数器轻灵打开预置门等待计数，中断延时结束即计数完读入数据最低位缓冲单元读次口指向下个数据延时得到最低位乘法结果存放乘法高位结果被除数的字节数为除数的字节数清标志位送开始的个字节单元数据，次传送个字节，包括地址。
6、率技术，另个计数器在被测频率高电平和闸门信号共同控制下对标准频率技术，测量脉宽时，个计数器在闸门信号控制下对被测频率计数，另计数器在被测频率高电平和闸门信号共同控制下对标准频率计数。接口模块，完成高速计数器输出数据的缓冲以及与单片机的接口电路，接口模块是内部设计的关键，如何将技术结果准确的传输给单片机进行运算是频率计成功与否的关键。在设计时我们须将计数结果分割策划那个八位组。在时钟同步下，传输给单片机触发器完成输入待测频率信号与闸门信号的同步，是个位的高速计数器，完成输入频率与标准频率的技术功能。等精度频率计测频相关模块与顶层设计方法分频信号模块同步待测频率闸门信号产生计数器标准频率计数器接口模块计数允许信号计数结果计数结果至单片机写信号读控制通过调用库模块实现的频率计测试模块顶层文件方。
7、断信号，并执行中断程序。标准频率测试用示波器观察波形以及频率值。综合调试完成以上各模块调试工作之后，可以进行系统整体调试。在调试过程中，认真观察与单片机的配合情况，在端口上设置若干测点，比如中断测点，闸门信号测点等，便于在系统出现故障时，检查测试。六数据测试及误差分析频率测试用信号发生器产生的方波信号，用数字示波器测量标准频率再用设计的频率计测出频率，求出误差。数字示波器测量标准频率等精度频率计测出频率数字示波器测量标准频率等精度频率计测出频率测试频率与标准频率值的比较图通过以上指标测试，将标准仪器测得的被测频率值，等精度频率计测得被测频率值列表。并算出测量误差。误差分析在次测量中，由于被测频率计数的起停时间都是由该信号的上跳沿触发的，因此在计数允许周期内对的计数结果无误差。同时在此时间。
8、提高单片机的计算速度以及降低数码显示器对主系统的干扰，硬件设计采用了串行静态显示方式测量电路设计测频电路部分主要完成被测信号频率与标准频率的计数功能，和高速计数器输出数据的缓冲以及单片机电路的接口控制。测频电路的实现如图输出驱动信号放大整形标准晶振键盘输入读数据写控制申请中断被测信号下面我们介绍各模块的基本功能同步模块，完成被测信号与闸门信号的同步，同步模块与数字电路中的触发器有相同的功能闸门信号产生模块，产生闸门信号，可通过对标准频率分频得到，闸门信号的宽度根据设计要求和系统条件确定。技术模块本模块有两个位的告诉计数器组成，根据测量的参数不同，其技术的频率也不样，测量频率和周期时，两个计数器在闸门信号控制下分别对标准频率和被测频率计数，测量占空比时，其中个计数器在闸门信号控制下对标准频。
9、与数据向传送个字节的内容讲个字节拆成两个部分，其中存放高位存放低位五系统调试调试是系统开始总体运行以前必须要做的工作，为的是检验各子程序及功能模块的性能。调试时要使用测试程序和专门的测试仪器。因此我们在编写正式程序的同时，还要编写简洁有效的测试程序，以便查错和纠错。对于本题目我们可以进行以下方面的调试。对于部分程序例如计数器程序等，我们可以采用仿真的形式调试。单片机程序调试显示程序调试检验数码管显示特定数字是否正确键盘输入程序调试检验键盘输入键值是否正确计算程序调试观察运算结果是否正确，是否出现溢出情况单片机与通信调试测试能否将数据准确地传给单片机内部程序调试闸门信号调试用示波器观察闸门信号波形，以及高电平宽度中断信号调试首先用示波器观察波形，然后编写测试程序，观察单片机是否能够接收到中。
10、心的系统，充分发挥系统的高速性和在控制方面的灵活性，进而提高频率计的测量精度及灵敏度。本设计同时完成了在理论仿真层面与物理实验层面的完整的等精度频率计测量设计。在计数部分，我们借助于语言和软件，采用三种方法设计了计数模块，并进行了理论仿真。所设计的三种方法包括使用软件模块库，修改相关参数来设计通过文本编写模块并连接系统框图设计和使用纯文本编程设计。对标准信号和被测信号进行计数，对所计数据进行读取和处理，最后送到进行频率显示。在对计数读取处理与显示部分，本设计分别采用了汇编编程与语言编程与调试，发挥了的整体控制功能，完成了对从低频到高频的信号频率的测量，在测试范围内相对误差最大为在，相对误差最小为在,同时进行了误差分析，并给出了相对误差的走势曲线，得出结论随着被测频率的增高与闸门时间的加大。
11、的计数结果最多相差个脉冲，即。因此，在误差生成公式中，可看成常数而不影响测量结果。根据误差生成公式和式，可得绝对误差为相对误差忽略标准频率带来的误差即第项，可得通过以上推导我们可以看出相对误差与被测频率无关，而只与有关。增大或提高，可以增大，降低测量误差。当足够大，则可以保证相对误差足够小，进而提高测量精度。标准频率误差为。由于设计时使用的晶振的稳定度通常均很高，标准频率误差可以进行校准。在预置门控信号持续时间不变的情况下，无论被测信号频率是否发生变化，等精度测量法的测量精度不变。测量相对误差为，结果见下表。数字示波器测量标准频率等精度频率计测出频率相对误差相对误差随着测量频率的变化趋势如下所示有所示图可以看出，在。
12、统的高速行和单片机系统在控制和运算方面的灵活性。进而提高频率计的测量精度和灵敏度。因此我们设计了下面的等精度频率计系统设计框图。模块用来完成高速计数器的功能，而单片机则完成数学运算，数据格式转换及显示功能。并对整个系统进行总体控制。信号整形电路，用于对待测信号进行放大和整形，以便作为期间的输入信号。测频电路，是测频的核心电路模块，可以有等期间担任，的标准频率信号如果由于优化问题，可以接或者更低频率的晶振直接进入单片机电路模块，由于控制的测频操作和读取测频数据，并作出相应的处理，单片机的口直接读取测试数据，口向发控制命令键盘模块，可以用五个键执行测试控制，个是复位键，其余是命令键数码显示模块，可以用八个数码管显示测试结果，最高可表示百万分之的精度，考虑到提高单片机口的利用率，降低变成复杂性。
参考资料：
1、该文档不包含其他附件(如表格、图纸)，本站只保证下载后内容跟在线阅读一样，不确保内容完整性，请务必认真阅读。
2、有的文档阅读时显示本站（www.woc88.com）水印的，下载后是没有本站水印的（仅在线阅读显示），请放心下载。
3、除PDF格式下载后需转换成word才能编辑，其他下载后均可以随意编辑、修改、打印。
4、有的标题标有”最新”、多篇，实质内容并不相符，下载内容以在线阅读为准，请认真阅读全文再下载。
5、该文档为会员上传，下载所得收益全部归上传者所有，若您对文档版权有异议，可联系客服认领，既往收入全部归您。
毕业论文：等精度数字频率计