1、1 第一章第一章 前言前言 频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。由于频率信号抗干扰性强， 易于传输，因此可以获得较高的测量精度。随着数字电子技术的发展，频率测量 成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关 注。 1.11.1 频率计概述频率计概述 数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量 仪器。它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能 是测量正弦信号、方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、 数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精 确度高，显示直观，经常要用到频率计。
2、传统的频率计采用测频法测量频率，通 常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成，产品不但体积大，运行速度慢 而且测量低频信号不准确。本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，测 量准确度高，响应速度快，体积小等优点 1。 1.21.2 频率计发展与应用频率计发展与应用 在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程 碑事件。单片机作为最为典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的 发展。单片机已成为电子系统的中最普遍的应用。单片机作为微型计算机的一个 重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应 用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集
3、与信号处理等技术中日益普及 的一项新兴技术，应用范围十分广泛。其中以 AT89S52 为内核的单片机系列目前 在世界上生产量最大，派生产品最多，基本可以满足大多数用户的需要 2。 1.31.3 频率计设计内容频率计设计内容 利用电源、单片机、分频电路及数码管显示等模块，设计一个简易的频率计 能够粗略的测量出被测信号的频率。 参数要求如下： 1测量范围 10HZ2MHZ； 2用四位数码管显示测量值； 2 第二章第二章 系统总体系统总体方案设计方案设计 2.12.1 测频的原理测频的原理 测频的原理归结成一句话，就是“在单位时间内对被测信号进行计数” 。被 测信号，通过输入通道的放大器放大后，进入
4、整形器加以整形变为矩形波，并送 入主门的输入端 3。由晶体振荡器产生的基频，按十进制分频得出的分频脉冲， 经过基选通门去触发主控电路， 再通过主控电路以适当的编码逻辑便得到相应的 控制指令，用以控制主门电路选通被测信号所产生的矩形波，至十进制计数电路 进行直接计数和显示。若在一定的时间间隔 T 内累计周期性的重复变化次数 N， 则频率的表达式为式： N f x = T （1） 图 1 说明了测频的原理及误差产生的原因。 时基信号 待测信号 丢失（少计一个脉冲） 计到 N 个脉冲 多余（比实际多出了 0.x个 脉冲） 图 1 测频原理 在图1中， 假设时基信号为1KHZ， 则用此法测得的待测信号为1KHZ5=5KHZ。 但从图中可以看出，待测信号应该在 5.5KHZ 左右，误差约有 0.5/5.59.1%。 这个误差是比较大的，实际上，测量的脉冲个数的误差会在1 之间。假设所测 得的脉冲个数为 N，则所测频率的误差最大为=1（N-1）*100%。显然，减小 误差的方法，就是增大 N。本频率计要求测频误差在 1以下，则 N 应大于 1000
