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，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，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，但控制电路较复杂。 脉冲数分频测频法，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，此法在测高频时精度较高，但在测低频信号时精度较 低。 多周期同步测频法，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。 本次设计采用的方案 根据频率的定义，频率是单位时间内信号波的个数，因此采用上述各种方案 都能实现频率的测量。但是本论文设计的是个用单片机做为电路控制系统的数 字式频率计，采用脉冲定时测频法，则在低频率的测量时误差会大些。采用脉 冲周期测频法则测高频率时精度无法保证采用脉冲数倍频测频法和脉冲数分频 测频法则精度有所提高，但控制电路较复杂采用脉冲平均周期测频法则很难兼 顾低频信号的测量而采用多周期同步测频法，闸门时间与被测信号同步，消除 了对被测信号计数产生的误差，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。本次设计由于个人水平有限，因 此，本次设计根据需要，采用脉冲定时测频法。 起的作用。设置多个使能端使得该译码器能被灵活组成各种电路。 由于单片机输出的显示数据电压不够高，无法直接送到数码管上直接显示， 因此需要用个上拉电路来提高输出数据的电压值，以便送到数码管显示。在本 次设计中我们选用。其电路图如图所示。 摘要 随着电子信息产业的不断发展，信号频率的测量在科技研究和实际应用中的 作用日益重要。传统的频率计通常是用很多的逻辑电路和时序电路来实现的，这 种电路般运行缓慢，而且测量频率的范围比较小。考虑到上述问题，本论文设 计个基于单片机技术的数字频率计。首先，我们把待测信号经过放大整形然 后把信号送入单片机的定时计数器里进行计数，获得频率值最后把测得的频率 数值送入显示电路里进行显示。本文从频率计的原理出发，介绍了基于单片机的 数字频率计的设计方案，选择了实现系统得各种电路元器件，并对硬件电路进行 了仿真。 关键字单片机，频率计，测量 目录 第章引言 第章方案论证 数字频率计设计的几种方案 几种方案的优劣讨论 本次设计采用的方案 第章系统硬件设计 数字频率计工作原理 般数字式频率计的原理 基于单片机的数字频率计原理 电路原理图 放大整形电路 放大整形电路的必要性 放大整形电 路控制电路和显示电路的构成原理，以及其测频的基本方法。进行了相应的硬 软件设计。 第章方案论证 数字频率计设计的几种方案 测量频率的方法有很多种，主要分为模拟法和数字法两大类，因为本次设计 的要求和环境，现在主要讨论数字法中的电子计数式的几种测频方法。 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。下面是几种方案的具体方法介绍。 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 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 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 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 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 电路的原理 分频电路 分频电路介绍 四选电路 单片机 显示电路 显示原理 显示电路图 电路板 第章系统软件设计 测频软件实现原理 软件流程图 几个重要的分程序 第章系统的仿真和调试 硬件电路的仿真 误差分析 结束语 参考文献 致谢 附录 附录系统整体电路图 附录二电路图 附录三系统整体程序 外文资料原文, 翻译文稿, 第章引言 随着电子信息产业的发展，信号作为其最基础的元素，其频率的测量在科技 研究和实际应用中的作用日益重要，而且需要测频的范围也越来越宽。传统的频 率计通常采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品不但体积较大， 运行速度慢，而且测量范围低，精度低。因此，随着对频率测量的要求的提高， 传统的测频的方法在实际应用中已不能满足要求。因此我们需要寻找种新的测 频的方法。随着单片机技术的发展和成熟，用单片机来做为个电路系统的控制 电路逐渐显示出其无与伦比的优越性。因此本论文采用单片机来做为电路的控制 系统，设计个能测量高频率的数字频率计。用单片机来做控制电路的数字频率 计测量频率精度高，测量频率的范围得到很大的提高。 本论文的任务是设计个基于单片机技术的数字频率计。主要介绍了整形 口口是带有内部上拉电阻的位双向口。口的输出缓冲能 接受或输出个逻辑门电路。当对口写时，它们被内部的上拉电阻拉升 为高电平，此时可以作为输入端使用。当作为输入端使用时，口因为内部存在 上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出个低电流。 口是带有内部上拉电阻的位双向的端口。口的输出缓冲 能驱动个逻辑门电路。当向口写时，通过内部上拉电阻把端口拉到高 电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电阻，个引脚被 外部信号拉低时会输出电流。 口在访问外部程序存储器或位地址的外部数据存储器例如 时，口送出高位地址数据。在这种情况下，口使用强大的内部上 拉电阻功能当输出时。当利用位地址线访问外部数据存储器时例 ，口输出特殊功能寄存器的内容。 当编程或校验时，口同时接收高位地址和些控制信号。 口是带有内部上拉电阻的位双向的端口。口的输出缓冲 能驱动个逻辑门电路。当向口写时，通过内部上拉电阻把端口拉到高 电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电阻，个引脚被 外部信号拉低时会输出电流。 口同时具有的多种特殊功能，的第二功能是串行输入口 ，的第二功能是串行输出口，的第二功能是外部中断， 的第二功能是外部中断，的第二功能是定时器，的第二功能是定时 器，的第二功能是外部数据存储器写选通，的第二功能是外部数 据存储器读选通。 显示电路 显示原理 我们测量的频率最终要显示出来。八段数码管显示器基本电路如图 所示。 同时点亮， 但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是组稳定的显示数据，不会有闪烁感。 综合以上内容，我们在这次设计中采用数码管，采用单片机静态显示计 数来显示。采用个译码器来控制各个数码管，采用个来做 上拉电路，使数码显示管有足够的电压进行显示。 显示电路图 显示电路由数码管和组成，数码管已经介绍过了，所以不再多加阐 述，现在介绍显示电路组成的另重要电路。在本次设计中，由 连接数码管的接地端，由此来控制数码管的亮和灭。其引脚图和功能表分别如图 和表所示。 图引脚图 表功能表 由图和功能表可以看出，译码器有三个地址输入端和八个 译码输出端，当输入为时，输出端为，其他输出端都为同理 可推出其他输出状态，即只有输出变量下标对应的二进制代码与输入代码相等的 输出端为，其他的输出端都为。另外，该译码器还有三个使能端 ，只有当同时满足，才能译码。三个条件中任何 个不满足就禁止译码。其中译码选通端也被称作数据输入端，主要指它用于 数据分配时所 图八段数码管显示器 八段数码管显示