单片机的频率测量技术
基于单片机的数字频率计设计
基于单片机的数字频率计设计摘要本方案主要以单片机为核心，主要分为时基电路，逻辑控制电路，放大整形电路，闸门电路，计数电路，锁存电路，译码显示电路七大部分，设计以单片机为核心，被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被送到波形整形电路整形，把被测的正弦波或者三角波整形为方波。
利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。
编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。
本设计以89C51单片机为核心，应用单片机的算术运算和控制功能并采用LED 数码显示管将所测频率显示出来。
系统简单可靠、操作简易，能基本满足一般情况下的需要。
既保证了系统的测频精度，又使系统具有较好的实时性。
本频率计设计简洁，便于携带，扩展能力强，适用范围广。
[关键词]单片机：运算；频率计；LED数码管AbstractThe program mainly microcontroller as the core, are divided into time-base circuit, the logic control circuit, amplifier shaping circuit, the gate circuit, the counting circuit, latch circuit, decoding circuit most of the seven shows, design a microcontroller as the core, the measured signal the first amplifier to amplify the incoming signal, and then was sent to the waveform shaping circuit surgery, the measured sine wave or triangle wave shaping as a square wave. Counter and timer microchip features of the signal count. Write the corresponding program can automatically adjust the measurement range of SCM, and the frequency of the measured data to the display circuit displays.The design of the 89C51 microcontroller core, microcontroller applications and control functions and arithmetic operations with LED digital display tube to the measured frequency is displayed. System is simple, reliable, easy to operate and can basically meet the general needs. Both to ensure the accuracy of the system frequency measurement, but also the system has good real-time. The frequency meter design is simple and easy to carry, expansion capability, wide application.[Key words] microcontroller, operation, frequency meter, LED digital tube目录摘要 (1)概述........................................ 错误!未定义书签。
基于单片机的数字频率计的设计与实现
基于单片机的数字频率计的设计与实现摘要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。
因此我们需要寻找一种新的测频的方法。
随着单片机技术的发展和成熟，用单片机来做为一个电路系统的控制电路逐渐显示出其无与伦比的优越性。
本文阐述了以AT89C51单片机为控制器件的频率测量方法，并用汇编语言进行设计，采用单片机智能控制，结合外围电子电路，用以实现高低信号频率的测量。
本文设计的是一个简易数字频率计，被测信号可以是正弦波、三角波、方波。
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。
关键词单片机;频率计;测量-Design and implementation of Digital FrequencyMeter Based on Single Chip MircrocomputeAbstractAlong with the development of electronic information industry, signal as the basic elements, the frequency measurement in scientificresearch and practical application is increasingly important, but also need the scope of frequency measurement is becoming more and more wide. The traditional frequency plan usually adopts combinational circuits and the sequential circuits of the hardware circuit structure, product not only large size, speed is slow, and measuring range, and low accuracy of low. Therefore, as for frequency measurement requirements, thetraditional method of frequency measurement in practical application already cannot satisfy requirements. Therefore, we need to find a new measuring method of frequency. Along with the development of technology and mature, use a singleship as a circuit system of control circuit shown its incomparable advantages.In this paper, with AT89C51 microcontroller to control the frequency of measurement devices and assembly language design, intelligent control using single chip, combined with the external electronic circuit, can be high and low frequency measurements. This paper designs a simple digital frequency, the measured signal can be sine wave , square wave. Firstly, the rectangular pulse, which the measured signal is amplified and reshaped, is used as control throttle valve. Then, the frequency counter counts the number of the periods using the internal timer/counter of signal is chip so as to gain the frequency value of measured signal. Finally, the frequency value of measured signal is displayed through static display circuits.From the analysis of theory, and introduces the digital frequency plan based on single chip design, selection of the system, and have all kinds of circuit components of hardware circuit simulaion.Keywords Micor- computer;Frequency;Measure-目录摘要...... ................................................................. (I)Abstract ........................................................... .. (II)第1章绪论 ..................................................................... .. (1)1.1 课题背景 ..................................................................... . (1)1.2 单片机的发展及特点 ..................................................................... .................1 1.3 频率计的基础知识 ..................................................................... .....................1 1.4 论文研究内容 ..................................................................... .............................2 第2章单片机简介及方案论证 ..................................................................... ...........3 2.1 AT89C51单片机简介 ..................................................................... ..................3 2.1.1 单片机及其引脚说明 ..................................................................... ...........3 2.1.2 AT89C51的定时/计数器原理 (5)2.1.3 定时/计数器的工作模式 ..................................................................... (6)2.1.4 定时,计数器的特殊功能控制寄存器 (6)2.1.5 定时,计数器(T0,T1)的控制寄存器 (7)2.2 数字频率计设计的几种方案 ..................................................................... (8)2.3 几种方案的优劣讨论 ..................................................................... .................8 2.4 本次设计采用的方案 ..................................................................... .................9 2.5 本章小结 ..................................................................... .....................................9 第3章系统硬件设计 ..................................................................... ........................ 10 3.1 数字频率计工作原理及结构框图 (10)3.1.1 一般数字式频率计的原理 ......................................................................10 3.1.2 基于单片机的数字频率计原理 .............................................................. 10 3.2 电路原理图 ..................................................................... ............................... 11 3.3 放大整形电路 ..................................................................... ........................... 11 3.3.1 放大整形电路的必要性 ..................................................................... ..... 11 3.3.2 放大整形电路的原理 ..................................................................... ......... 11 3.4 分频电路 ..................................................................... ................................... 15 3.4.1 分频电路介绍 ..................................................................... .................... 15 3.5 四选一电路 ..................................................................... ............................... 16 3.6 显示电路 ..................................................................... ................................... 17 3.6.1 显示原理 ..................................................................... ............................ 17 3.6.2 显示电路图 ..................................................................... ........................ 19 3.7 本章小结 ..................................................................... ................................... 20 第4章系统软件设计 ..................................................................... ........................ 21 4.1 软件流程图 ..................................................................... ............................... 21 4.2 测频软件实现原理 ..................................................................... . (21)-4.3 几个重要的分程序 ..................................................................... ................... 22 4.4 本章小结 ..................................................................... ................................... 23 结论 ..................................................................... ..................................................... 24 致谢 ..................................................................... ..................................................... 25 参考文献 ..................................................................... ............................................. 26 附录A ...................................................................... ................................................ 27 附录B ...................................................................... ................................................ 33 附录C ...................................................................... ................................................ 39 附录D ...................................................................... (40)第1章绪论1.1 课题背景在电子技术中,频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关，,因此频率计在教学、科研、测量仪器、工业控制[1]等方面都有较广泛的应用。
频率测量方法
0引言随着无线电技术的发展与普及，"频率"已经成为广大群众所熟悉的物理量。
而单片机的出现，更是对包括测频在内的各种测量技术带来了许多重大的飞跃，然而，小体积、价廉、功能强等优势也在电子领域占有非常重要的地位。
为此．本文给出了一种以单片机为核心的频率测量系统的设计方法。
1 测频系统的硬件结构测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种。
无源测频法(又可分为谐振法和电桥法)，常用于频率粗测，精度在1％左右。
有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象，再通过检测零拍现象进行测频，常用于低频测量，误差在零点几Hz；后者则利用两个非线性信号叠加来产生差频现象，然后通过检测零差现象进行测频，常用于高频测量，误差在±20 Hz左右。
以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足，而电子计数法主要通过单片机进行控制。
由于单片机的较强控制与运算功能，电子计数法的测量频率范围宽，精度高，易于实现。
本设计就是采用单片机电子计数法来测量频率，其系统硬件原理框图如图1所示。
为了提高测量的精度，拓展单片机的测频范围，本设计采取了对信号进行分频的方法。
设计中采用两片同步十进制加法计数器74LS160来组成一个100分频器。
该100分频器由两个同步十进制加法计数器74LS160和一个与非门74LS00共同设计而成。
由于一个74LS160可以分频十的一次方，而当第一片74LS160工作时，如果有进位，输出端TC便有进位信号送进第二片的CEP端，同时CET也为高电平，这样两个工作状态控制端CET、CEP将同时为高电平，此时第二片74LS160将开始工作。
2 频率测量模块的电路设计用单片机电子计数法测量频率有测频率法和测周期法两种方法。
测量频率主要是在单位定时时间里对被测信号脉冲进行计数；测量周期则是在被测信号一个周期时间里对某一基准时钟脉冲进行计数。
2．1 8051测频法的误差分析电子计数器测频法主要是将被测频率信号加到计数器的计数输入端，然后让计数器在标准时间Ts1内进行计数，所得的计数值N1。
单片机频率计原理
单片机频率计原理单片机频率计是一种利用单片机进行频率测量的设备。
其原理是通过测量输入信号的周期或频率来计算频率值。
单片机频率计的原理可以简单分为两个主要步骤：信号捕获和频率计算。
首先，信号捕获阶段，单片机需要从外部接收输入信号。
通常情况下，输入信号会经过一个条件放大器，然后进入单片机的输入引脚。
为了确保精确度，输入信号通常需要经过一个低通滤波器，以去除高频噪声。
一旦输入信号进入单片机，接下来就是频率计算阶段。
单片机通过计算输入信号的周期或频率，得出频率值。
常见的计算方法有两种：使用计数器和使用定时器。
使用计数器的方法是通过使用单片机的计数器来测量输入信号的周期或频率。
计数器接收到输入信号后开始计数，直到计数值达到某个预设值或经过一个特定时间长度。
然后，计数器的值将被读取并转换为频率值。
由于计数器的位数有限，所以测量范围也是有限的。
使用定时器的方法是利用单片机的定时器来测量输入信号的周期或频率。
定时器会根据输入信号的上升沿或下降沿来开始和停止计时。
通过测量定时器的值，可以计算出输入信号的周期或频率。
相比于计数器方法，定时器方法相对更精确，也更适合测量高频信号。
无论是计数器方法还是定时器方法，最终都需要将计数器或定时器的值进行一系列的转换以得到最终的频率值。
转换方式可以通过公式计算，也可以通过查表的方式来获得。
在转换过程中，需要考虑到单片机的时钟频率和计数器或定时器的分辨率等因素，以确保测量结果的准确性。
此外，为了提高测量的稳定性和准确性，单片机频率计通常还会采用一些增强技术。
例如，可以使用外部参考时钟来优化计时精度。
还可以进行信号预处理，如去除噪声和滤波等，以提高测量信号的质量。
总结起来，单片机频率计通过测量输入信号的周期或频率来计算频率值。
其中，信号捕获阶段主要是对输入信号进行处理，而频率计算阶段则是通过计数器或定时器来测量信号的周期或频率，并将其转换为最终的频率值。
通过合理的设计和优化，单片机频率计可以实现准确、稳定和高精度的频率测量功能。
基于单片机的频率计设计开题报告
方案一：单片机AT89C52
AT89C52单片机与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。其主要工作特性是：片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；片内数据存储器内含256字节的RAM；具有32根可编程I/O口线；具有3个可编程定时器；中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；具有一个数据指针DPTR；低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；具有可编程的3级程序锁定位；AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；AT89C52最高工作频率为24MHz。
综上所述，两者基本功能相同，同样的晶振频率，STC89C52的速度比AT89C52快，同时STC89C52下载程序方面，直接串口就可以下载，AT89C52需要使用专用的编程器。后者比较流行，前者已经停产了。所以选择方案二的单片机。
液晶显示选用
方案一：数码管显示
数码管是一类显示屏，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期等所有可用数字表示的参数。由于它的价格便宜使用简单，在电器特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。由于发光二极管的余辉效应及人的视觉暂留现象，实际上尽管数码管不是同时点亮，但只要扫描的速度很快，给人的印象就是稳定的显示数据，不会有感觉到闪烁，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗低。
论文题目
基于单片机的频率计设计
一、选题背景和意义
本论文主要研究用单片机来设计的频率计。因为在电子技术中，频率的测量十分重要，这就要求频率计要不断的提高其测量的精度和速度。在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，简洁、高效、经济成为人们办事的一大宗旨。在电子技术中这一点表现的尤为突出，人们在设计电路时，都趋向于用竟可能少的硬件来实现，并且尽力把以前由硬件实现的功能部分，通过软件来解决。因为软件实现比硬件实现具有易修改的特点，如简单的修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要容易的多，故基于微处理器的电路往往比传统的电路设计具有更大的灵活性。
基于AT89C51单片机频率计的设计（含程序）
AT89C51单片机频率计的设计摘要基于在电子领域内,频率是一种最基本的参数,并与其他许多电参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的关系。
由于频率信号抗干扰能力强、易于传输，可以获得较高的测量精度。
因此,频率的测量就显得尤为重要，测频方法的研究越来越受到重视。
频率计作为测量仪器的一种，常称为电子计数器，它的基本功能是测量信号的频率和周期频率计的应用范围很广,它不仅应用于一般的简单仪器测量,而且还广泛应用于教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等其它领域。
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子侧量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代侧量仪器。
频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。
目前,市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计,但价格不菲。
为适应实际工作的需要,本次设计给出了一种较小规模和单片机(AT89C51)相结合的频率计的设计方案,不但切实可行,而且体积小、设计简单、成本低、精度高、可测频带宽，大大降低了设计成本和实现复杂度。
频率计的硬件电路是用Ptotues绘图软件绘制而成，软件部分的单片机控制程序，是以KeilC做为开发工具用汇编语言编写而成，而频率计的实现则是选用Ptotues仿真软件来进行模拟和测试。
关键词：单片机；AT89C51；频率计；汇编语言选题的目的意义数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。
其基本原理就是用闸门计数的方式测量脉冲个数。
频率是单位时间（ 1s ）内信号发生周期变化的次数。
如果我们能在给定的 1s 时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。
数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。
单片机频率计课程设计
单片机频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机的基本原理，掌握其内部结构和功能。
2. 学生能掌握频率计的设计原理，理解并运用相关电路知识。
3. 学生能了解并掌握编程语言在单片机应用中的基本使用方法。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建一个简单的单片机频率计电路。
2. 学生能编写程序，实现对频率计的功能控制，进行基本的数据测量。
3. 学生能通过实验过程，培养动手操作能力、问题解决能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对单片机及电子技术的兴趣，激发创新思维。
2. 学生能认识到单片机技术在现实生活中的应用价值，增强学以致用的意识。
3. 学生在课程实践过程中，培养严谨、细致的科学态度，提高对科学研究的尊重和热爱。
课程性质分析：本课程为实践性较强的电子技术课程，旨在通过单片机频率计的设计与实现，使学生在实践中掌握单片机技术的基本原理和应用。
学生特点分析：学生处于高年级阶段，已具备一定的电子技术基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求分析：根据课程性质和学生特点，要求课程目标具体、可衡量，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和创新思维能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容围绕单片机频率计的设计与实现，结合以下章节进行组织：1. 单片机基础理论：介绍单片机的内部结构、工作原理和功能特点，重点讲解单片机的时钟系统、I/O口控制、中断系统等基础知识。
2. 频率计原理：讲解频率计的基本原理，包括信号发生器、计数器、时钟脉冲等组成部分，以及频率测量的基本方法。
3. 电路设计与搭建：指导学生运用所学知识，设计并搭建一个简单的单片机频率计电路，包括单片机选型、外围电路设计、元器件选型等。
4. 编程与调试：教授编程语言基础，如C语言、汇编语言等，指导学生编写单片机程序，实现对频率计的功能控制，并进行程序调试。
毕业设计-基于单片机的数字频率计设计
编号：毕业设计说明书题目：基于单片机的数字频率计设计院（系）：电子工程与自动化学院专业：自动化学生姓名：学号：指导教师：职称：教授题目类型：实验研究工程技术研究2012年5月10日摘要在电子技术中，频率是最基本的参数之一，同时也是一个非常重要的参数，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。
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。
频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。
本文中详细介绍了频率计的仿真及设计过程。
本文设计了一种以单片机STC89C52为核心的数字频率计。
介绍了单片机、放大整形模块、分频模块和LCD1602显示模块等各个模块的组成和工作原理。
测量时，将被测输入信号送给单片机，通过程序控制计数，结果送LCD1602显示频率值。
本次设计是以单片机STC89C52为控制核心，利用它内部的定时/计数器完成待测信号频率的测量。
应用单片机的控制功能和数学运算能力，实现计数功能和频率的换算，最后显示测量的频率值。
本次设计所制作的频率计外围电路简单，大部分功能都通过软件编程实现，利用单片机控制实现频率计的自动换挡功能；用单片机中断控制端口实现频率的测量功能；通过分频电路实现对频率档位的控制。
本次设计的频率计具有测量准确度高，响应速度快，体积小等优点。
实现了1Hz~4MHz范围的频率测量，而且可以实现量程自动切换。
关键词：频率计；单片机；计数器；测量AbstractFrequency measurement is the most basic measurement in electronic field, while also a very important parameter, and with a number of the measurement results of electrical parameters have a very close relationship, so, the measurement of frequency has become more important. The digital frequency meter is an indispensable of measuring instruments in the field of scientific research and production of computers, communications equipment, audio and video. It is a decimal number to display the signal's frequency measuring instruments. The frequency measurement is one of the most basic measurement electronics measurements. Frequency of simulation and design process is described in detail in this article. This paper introduces a microcontroller STC89C52 as the core design of digital frequency meter. Introduced of the composition and working principle of microcontroller, amplifying and shaping module, frequency division module and LCD1602 display module and other modules.The design is based on STC89C52 microcontroller for the control of the core, using its internal timer and counter to complete the test signal frequency measurement. Application control features of the microcontroller and the operational ability of the counting function and frequency conversion, and finally use displays the measured frequency value. The design frequency meter produced peripheral circuits is simple, most of the functions are controlled via software programming, application control features of the microcontroller to achieve the frequency of automatic shift function; frequency measurement functions the microcontroller interrupt control port; control of the frequency of stalls by the divider circuit. The design of the frequency meter is high accuracy, fast response, small size, etc. Achieve100Hz to 4MHz frequency measurements, and can automatically switch the flow to achieve scale.Key words：Frequency meter; microcontroller; counter; measurement目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1 频率计概述 (2)1.2 频率计发展现状 (2)1.3 数字频率计的种类 (3)2 总体方案设计 (4)2.1 数字频率计设计内容 (4)2.2 频率测量原理 (4)2.3 总体思路 (5)2.4 具体模块 (5)3 硬件设计 (7)3.1 电路设计的内容和方法 (7)3.1.1 电路设计的步骤 (8)3.2 单片机概述 (8)3.2.1 STC89C52简介 (9)3.2.2 STC89C52RC引脚功能说明 (10)3.2.3 单片机引脚分配 (12)3.3 单片机最小系统 (13)3.3.1 单片机最小系统原理 (13)3.3.2 复位电路及时钟电路 (13)3.4 信号调理及放大整形模块 (14)3.4.1 LM318介绍 (14)3.4.2 1N4733及74LS14介绍 (15)3.5 分频模块 (15)3.5.1 74LS161介绍 (15)3.5.2 74LS153介绍 (16)3.6 LCD显示和键盘 (17)3.6.1 LCD1602简介 (17)3.7 MAX232简介 (20)4 系统软件设计 (22)4.1 软件设计 (22)4.1.1 主程序流程图设计 (22)4.1.2 子程序流程图设计 (22)4.2 Keil和Proteus软件介绍 (25)4.2.1 Keil简介 (25)4.2.2 Proteus简介 (26)4.3 程序编写及仿真图设计 (26)5 调试 (28)5.1 系统调试 (28)5.2 软件调试 (29)5.3 软硬件联合调试 (30)5.4 误差分析 (30)6 总结 (31)谢辞 (32)参考文献 (33)附录 (34)引言频率计是我们在电子电路实验中经常会用到的测量仪器之一，它能将频率用液晶显示器或者数码管直接显示出来，给测试带来很大的方便，使结果更加直接；且频率计还能对其他多种物理量进行测量，如声音的频率、机械振动的频率等，都可以先转变成电信号，然后用频率计来测量。
用51单片机完成等精度频率测量仪的设计毕业论文
(4）编写软件；
(5）系统调试，仿真。
2等精度频率计的原理与应用
2.1 等精度频率计的原理
频率计的核心为单片机对数据的运算处理，而此等精度测量方法是以同步门逻辑控制电路为核心的。同步门逻辑控制电路由D触发器构成。
基本频率测量要求：
幅度：0.5V～5V
频率：1Hz～500kHz
用51单片机完成等精度频率测量仪的设计毕业论文
1 绪 论
1.1 数字频率计简介
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，方波信号以及其他各种单位时间变化的物理量。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，精度高，显示直观，所以经常要用到数字频率计。
国际国通用数字频率计的主要技术参数：1．频率测量围：电子计数器的测频围，低端大部分从10Hz开始；高端则以不同型号的频率计而异。因此高端频率是确定低、中、高速计数器的依据。如果装配相应型号的变频器，各种类型的数字频率计的测量上限频率，可扩展十倍甚至几十倍。2．周期测量围：数字频率计最大的测量周期，一般为10s，可测周期的最小时间，依不同类型的频率计而定。对于低速通用计数器最小时间为1ys；对中速通用计数器可小到0.1ys。3．晶体振荡器的频率稳定度：是决定频率计测量误差的一个重要指标。可用频率准确度、日波动、时基稳定度、秒级频率稳定度等指标，来描述晶体振荡器的性能。4．输入灵敏度：输入灵敏度是指在侧频围能保证正常工作的最小输入电压。目前通用计数器一般都设计二个输入通道，即d通道和月通道。对于4通道来说，灵敏度大多为50mV。灵敏度高的数字频率计可达30mV、20mV。5.输入阻抗：输入阻抗由输入电阻和输入电容两部分组成。输入阻抗可分为高阻(1M／／25PF、500k／／30PF)和低阻(50)。一般说来，低速通用计数器应设计成高阻输入；中速通用计数器，测频围最高端低于100MHz，仍设计为高阻输入；对于高速通用计数器，测频＞100MHz， 设计成低阻 (50Q) 输入，测频＜100MHz，设计成高阻(500k／／30PF)输入。
基于51单片机数字频率计的设计
基于51单片机数字频率计的设计在电子技术领域中，频率计是一种常见的测试仪器，它可以用来测量信号的频率。
在本文中，我们将通过介绍基于51单片机数字频率计的设计实现来了解它的工作原理和设计流程。
1. 确定设计需求在进行任何项目之前，我们需要明确自己的设计需求。
对于频率计而言，它的主要需求就是准确地测量信号的频率。
因此，我们需要确定我们需要测量的频率范围和精确度。
2. 确定硬件设计在确定了设计需求之后，我们需要确定硬件设计。
对于数字频率计而言，它需要一个计数器来计算信号的脉冲数量。
在本设计中，我们采用74LS90计数器芯片来实现计数功能。
我们还需要一个51单片机来读取计数器的计数值，并将其转换为对应的频率值。
另外，我们还需要硬件板、LCD显示屏、按键等元件来搭建数字频率计的电路结构。
3. 确定软件设计硬件设计完成后，我们需要开发相应的软件来实现我们的需求。
在本设计中，我们使用KEIL C51软件来编写51单片机的程序。
编写软件的主要步骤是读取计数器计数值、计算出对应的频率值、将频率值显示在LCD屏幕上，并实现按键控制。
我们需要将这些步骤按照程序流程依次实现。
4. 进行测试在软件编写完成后，我们需要对数字频率计进行测试，以确保其满足我们的需求。
我们可以使用信号发生器给数字频率计输入不同频率的信号，然后观察LCD屏幕上显示出来的相应频率值是否准确。
如果测试结果不满足我们的需求，则需要对硬件或软件进行优化或调试，直到数字频率计能够正常工作为止。
总之，基于51单片机的数字频率计设计是一个较为简单的电子设计项目。
通过上述步骤的详细介绍，我们了解了数字频率计的设计流程和工作原理，并明确了设计中需要注意的细节和注意事项。
希望能够对大家理解数字频率计的设计过程有所帮助。
基于单片机的频率计的设计
基于单片机的频率计的设计一、频率计的基本原理频率是指单位时间内信号周期性变化的次数。
频率计的基本原理就是在一定的时间间隔内对输入信号的脉冲个数进行计数，从而得到信号的频率。
常用的测量方法有直接测频法和间接测频法。
直接测频法是在给定的闸门时间内测量输入信号的脉冲个数，计算公式为：频率＝脉冲个数／闸门时间。
这种方法适用于测量高频信号，但测量精度会受到闸门时间和计数误差的影响。
间接测频法是先测量信号的周期，然后通过倒数计算出频率。
其适用于测量低频信号，但测量速度较慢。
在实际设计中，通常会根据测量信号的频率范围选择合适的测量方法，或者结合两种方法来提高测量精度和范围。
二、系统硬件设计1、单片机选型在基于单片机的频率计设计中，单片机是核心控制部件。
常用的单片机有 51 系列、STM32 系列等。
选择单片机时需要考虑其性能、资源、价格等因素。
例如，对于测量精度和速度要求不高的应用，可以选择51 单片机；而对于复杂的系统，可能需要选择性能更强的 STM32 单片机。
2、信号输入电路为了将输入信号接入单片机，需要设计合适的信号输入电路。
一般需要对输入信号进行放大、整形等处理，使其成为标准的脉冲信号。
常见的整形电路可以使用施密特触发器来实现。
3、显示电路频率计的测量结果需要通过显示电路进行显示。
常用的显示器件有液晶显示屏（LCD）和数码管。
LCD 显示效果好，但驱动较为复杂；数码管显示简单直观，驱动相对容易。
4、时钟电路单片机需要一个稳定的时钟信号来保证其正常工作。
时钟电路可以采用外部晶振或内部振荡器，根据系统的精度和稳定性要求进行选择。
5、复位电路为了确保单片机在系统启动时能够正常初始化，需要设计复位电路。
复位电路可以采用上电复位和手动复位两种方式。
三、系统软件设计1、主程序流程系统启动后，首先进行初始化操作，包括设置单片机的工作模式、初始化显示、设置定时器等。
然后进入测量循环，等待输入信号，在给定的闸门时间内进行计数，并计算频率，最后将结果显示出来。
基于单片机的频率计设计的参考文献
基于单片机的频率计设计的参考文献基于单片机的频率计设计在现代电子技术领域，频率计是一种非常常见且重要的仪器，它可以实时测量信号的频率，并在很多电子设备和系统中发挥着重要作用。
随着单片机技术的不断发展和进步，基于单片机的频率计设计逐渐成为了研究和应用的热点之一。
本篇文章将综述基于单片机的频率计设计的相关参考文献，并对其深度和广度进行全面评估，以期为读者提供有价值的信息和启发。
1. 研究背景介绍在研究背景介绍中，我们将阐述频率计在现代电子技术领域中的重要性和应用价值，以及单片机技术在电子测量仪器设计中的广泛应用。
我们会引用相关的学术文献和工程案例，分析基于单片机的频率计设计在实际应用中的优势和潜在挑战，为读者建立一个更加全面的认识和理解。
2. 基于单片机的频率计原理在这一部分，我们将详细阐述基于单片机的频率计的工作原理和设计思路，包括频率测量的基本原理、单片机的选择与应用、信号采集和处理方式等内容。
文中将引入一些典型的频率计设计方案，并对其进行比较和分析，以便读者能够全面了解基于单片机的频率计设计的技术特点和优势。
3. 基于单片机的频率计设计实现在这一部分中，我们将重点关注基于单片机的频率计设计的实际实现过程，包括硬件电路设计、软件算法实现、系统性能测试等内容。
我们将引用一些实际案例和研究成果，对基于单片机的频率计设计进行深入剖析和评估，以及对比不同设计方案的优劣势，为读者提供更多的实践经验和启发。
4. 文献综述和展望我们将对相关文献进行综述和总结，梳理出基于单片机的频率计设计的研究现状和发展趋势，并对未来的研究方向和应用前景进行展望。
我们会结合自身的实践经验和见解，共享对基于单片机的频率计设计的个人观点和理解，为读者提供更多的思考和交流空间。
基于单片机的频率计设计是一个备受关注的研究领域，它融合了电子技术、信号处理、嵌入式系统等多个学科领域的知识和技术，具有广阔的应用前景和发展空间。
通过全面评估和深入探讨基于单片机的频率计设计，我们将帮助读者更全面、深刻和灵活地理解这一领域的重要内容，为相关研究和应用提供有价值的参考和启发。
基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计设计
基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计设计摘要基于传统测频原理的频率计的测量精度将随着被测信号频率的下降而降低，在实用中有很大的局限性，而等精度频率计不但有较高的测量精度，而且在整个测频区域内保持恒定的测试精度。
运用等精度测量原理，结合单片机技术设计了一种数字频率计，由于采用了屏蔽驱动电路及数字均值滤波等技术措施，因而能在较宽定的频率范围和幅度范围内对频率，周期，脉宽，占空比等参数进行测量，并可通过调整闸门时间预置测量精度。
选取的这种综合测量法作为数字频率计的测量算法，提出了基于FPGA 的数字频率计的设计方案。
给出了该设计方案的实际测量效果，证明该设计方案切实可行，能达到较高的频率测量精度。
关键词等精度测量，单片机，频率计，闸门时间，FPGAABSTRACTAlong with is measured based on the traditional frequency measurement principle frequency meter measuring accuracy the signalling frequency the drop but to reduce, in is practical has the very big limitation, but and so on the precision frequency meter not only has teaches the high measuring accuracy, moreover maintains the constant test precision in the entire frequency measurement region. Using and so on the precision survey principle, unified the monolithic integrated circuit technical design one kind of numeral frequency meter, because has used the shield actuation electric circuit and technical measure and so on digital average value filter, thus could in compared in the frequency range and the scope scope which the width decided to the frequency, the cycle, the pulse width, occupied parameter and so on spatial ratio carries on the survey, and might through the adjustment strobe time initialization measuring accuracy. Selection this kind of synthesis measured the mensuration took the digital frequency meter the survey algorithm, proposed based on the FPGA digital frequency meter design proposal. Has produced this design proposal actual survey effect, proved this design proposal is practical and feasible, can achieve the high frequency measurement precisionKeywords Precision survey, microcontroller, frequency meter, strobe time，field programmable gate array1 绪论测量频率是电子测量技术中最常见的测量之一。
基于stm32单片机的频率计的设计
基于stm32单片机的频率计的设计介绍本文讲述了基于STM32单片机的频率计的设计与实现，本文首先简要介绍了STM32单片机，然后介绍了实现频率计的基本原理，接着介绍了设计所需的硬件以及用户间接口，最后介绍了STM32实现频率计的源代码。
1、STM32单片机STM32单片机是一种定时器和外部芯片，它具有微控制器的操作性能，可提供完整的系统开发环境，支持多个异构技术。
STM32单片机提供32位微控制器和多个外设来满足各种功能要求，可直接连接外设，如ADC，DAC，SPI，UART，CAN，I2C等，使用方便，可以通过采用数字信号处理器（DSP）的性能来提升加速系统的性能。
2、基本原理基于STM32单片机的频率计原理很简单，通过测量输入信号的波形，统计一段时间内输入信号的交叉点数量，根据单位时间的交叉点数量计算输入信号的频率。
3、硬件和用户接口硬件：STM32单片机是实现频率计的核心设备，以及部分外围芯片：可以通用逻辑元件（Logic Chip）或是数字信号处理器（DSP），作为系统搭建的基本单元。
用户界面：为了使用户可以方便显示信息，设置等操作，需要实现一个用户交互接口，这里可以使用LCD屏幕或者LED手柄等外设。
4、源代码int main(void){//初始化STM32SystemInit();//初始化定时器timer_init();//初始化用户接口user_interface_init();//初始化输入信号gpio_init();while(1){//计算输入信号的交叉点数量int count = calucate_cross_point();//根据输入的交叉点数量计算频率double frequency = calculate_frequency(count);//显示计算出的频率display_frequency(frequency);}return 0;}。
用单片机控制可测方波100~1000Hz,并显示脉宽要点
桂林电子科技大学单片机最小应用系统设计报告指导老师：吴兆华学生：学号：桂林电子科技大学机电工程学院摘要 (3)一、实验课题及要求 (4)二、实验目的及意义 (4)三、任务系统设计 (5)3.1 分析任务要求，写出系统整体设计思路 (5)3.2 问题的难点在按键连续按下超过2S的计时问题，如何实现计时功能。
(5)3.3 分析软件任务要求，写出程序设计思路，分配单片机内部资源 (5)3.4 脉冲宽度测量 (6)3.5 脉冲频率测量 (7)3.6 扩展测量范围原理 (7)3.7 选择单片机型号和所需外围器件型号，设计单片机硬件电路原理图 (7)四、系统硬件电路 (8)4.1 硬件电路说明 (8)4.2 AT89C51单片机简介 (9)4.2.1 AT89S51具有如下特点： (10)4.2.2 AT89S51的运行模式 (10)4.2.3 MCS-51系列单片机的并行I/O口 (11)4.3最小系统控制部分 (12)4.3.2 复位电路 (14)4.4数码管显示电路 (15)4.5 功率放大电路 (17)4.6 显示部分硬件装备图 (19)五、用DXP绘制电路图 (20)5.1 电路板设计规则 (20)5.1.1 考虑PCB 尺寸大小 (20)5.1.2 确定特殊组件的位置 (20)5.1.3 布局方式 (21)5.1.4 电源和接地线处理的基本原则 (21)5.1.5 导线设计的基本原则 (22)5.2 PCB设计注意事项 (22)六、软件设计 (25)6.1程序流程图 (25)6.1.1 主程序图 (25)6.1.2 这段子程序图 (26)6.2程序源代码 (26)七、设计总结 (30)八、参考文献 (31)单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。
毕业设计：基于单片机的频率计设计
毕业设计〔论文〕题目：基于单片机的频率计设计学生姓名：廖承润学号：学部〔系〕：信息学部专业年级：光信1班指导教师：赵真职称或学位：副教授2015年5 月20 日目录目录 (I)摘要....................................................... I II ABSTRACT....................................................... I V 第一章绪论. (1)1.1频率计概述 (1)1.2频率计发展现状及研究概况 (1)1.3本课题研究背景及主要研究意义 (2)数字频率计的种类 (2)第二章数字频率计的结构设计 (4)控制电路 (4)2.2单片机部分 (5)2.3数据显示电路 (6)2.4软件设计流程图 (9)第三章频率测量原理 (10)3.1测量频率的原理 (10)3.2直接测频法 (10)第四章系统设计 (11)4.1功能实现 (11)4.2硬件部分设计 (11)4.2.1 信号放大电路 (11)4.2.2 单片机AT89C52 (12)4.2.3 测量数据显示电路 (13)4.3硬件电路工作过程 (14)4.3.1 直接测频法的工作流程 (15)第五章数字频率计的设计与仿真 (17)电路的设计 (17)电路设计的内容和方法 (17)电路设计的步骤 (18)5.2数字频率计的仿真 (19)第六章减小误差措施及扩展方面 (23)减小误差措施 (23)扩展方面 (23)6.3功能上的完善 (24)6.3.1 增加键盘控制 (24)6.3.2 实现自动量程转换 (24)6.3.3 液晶显示器〔LCD〕进行数据的显示 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)1硬件设计原理图： (28)2数字频率计测量频率程序： (29)基于单片机的频率计设计摘要本文提出设计数字频率计的方案，重点介绍以单片机AT89C52为控制核心，实现频率测量的数字频率设计。
基于单片机的频率计设计
内容摘要本设计采用的是脉冲宽度测量法实现对频率的测量，采用了MCS-51系列的单片机AT89C51和五个硬件电路。
单片机片内有两个独立的16位定时计数器,对被测信号进行分频后送入单片机,由单片机内部时钟12分频的脉冲信号对其测量,将测量的结果,经过运算后通过LED数码管显示出来。
本文设计的频率计就是基于上述设计思路，实现测量的数字化、自动化、智能化。
关键词：数字频率计；频率测量；周期测量；单片机控制目录0 前言 (1)1测量频率的方案及基本原理 (2)1.1数字频率计的测量方案选取 (2)1.2 测量频率的基本原理 (2)2频率计的整体设计思想及设计框图 (4)2.1系统总体设计要求 (4)2.2设计思想 (4)3系统的实现 (5)3. 1 硬件系统的组成 (5)3．2软件系统的设计 (10)4 被测信号的频率范围及其误差分析 (14)4.1 频率运算的基本方法 (14)4.2同步计数计时法 (16)4.3 连续采样的两种方法及其误差分析 (17) (22)4．4所测频率最大值fxmax4．5所测频率最小值f (22)xmin5 结论 (24)参考文献 (25)0 前言频率计是一种基础测量仪器，到目前为止已有30多年的发展史。
一直以来，人们对频率计的特性主要有如下需求：（1）足够宽的频率测量范围；（2）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，精确度越高测量越准确。
分辨率表明很小的变化都能在仪器上显示出来，高分辨率可快速测出更小的漂移值和不稳定值。
长期以来，人们测量频率的方法有两大种类：直接测量频率法，间接测量频率法。
直接测量就是依据频率的定义对被测信号进行测量，即是单位时间内（通常是一秒）发出的脉冲个数，直接测量频率法在低频误差较大，不能满足设计要求。
间接测量频率法有多种，较常用的是周期测量频率法和脉冲宽度测量法，实际上周期测量和脉冲测量方法基本相同，本论文就是用的脉冲宽度测量法实现对频率的测量，他的特点是测量迅速、灵敏，结构简单，精度高，误差小。
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基于8051单片机的频率测量技术
0引言
随着无线电技术的发展与普及，"频率"已经成为广大群众所熟悉的物理量。
而单片机的出现，更是对包括测频在内的各种测量技术带来了许多重大的飞跃，然而，小体积、价廉、功能强等优势也在电子领域占有非常重要的地位。
为此．本文给出了一种以单片机为核心的频率测量系统的设计方法。
1 测频系统的硬件结构
测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种。
无源测频法(又可分为谐振法和电桥法)，常用于频率粗测，精度在1％左右。
有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象，再通过检测零拍现象进行测频，常用于低频测量，误差在零点几Hz；后者则利用两个非线性信号叠加来产生差频现象，然后通过检测零差现象进行测频，常用于高频测量，误差在±20 Hz左右。
以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足，而电子计数法主要通过单片机进行控制。
由于单片机的较强控制与运算功能，电子计数法的测量频率范围宽，精度高，易于实现。
本设计就是采用单片机电子计数法来测量频率，其系统硬件原理框图如图1所示。
为了提高测量的精度，拓展单片机的测频范围，本设计采取了对信号进行分频的方法。
设计中采用两片同步十进制加法计数器74LS160来组成一个100分频器。
该100分频器由两个同步十进制加法计数器74LS160和一个与非门74LS00共同设计而成。
由于一个74LS160可以分频十的一次方，而当第一片74LS160工作时，如果有进位，输出端TC便有进位信号送进第二片的CEP端，同时CET也为高电平，这样两个工作状态控制端CET、CEP将同时为高电平，此时第二片74LS160将开始工作。
2 频率测量模块的电路设计
用单片机电子计数法测量频率有测频率法和测周期法两种方法。
测量频率主要是在单位定时时间里对被测信号脉冲进行计数；测量周期则是在被测信号一个周期时间里对某一基准时钟脉冲进行计数。
2．1 8051测频法的误差分析
电子计数器测频法主要是将被测频率信号加到计数器的计数输入端，然后让计数器在标准时间Ts1内进行计数，所得的计数值N1。
与被测信号的频率fx1的关系如下：
而电子计数器测周法则是将标准频率信号fs2送到计数器的计数输入端，而让被测频率信号fx2控制计数器的计数时间，所得的计数值N2与fx2的关系如下：
事实上，无论用哪种方法进行频率测量，其主要误差源都是由于计数器只能进行整数计数而引起的±1误差：
可见，在同样的Ts下，测频法fx1的低频端，误差远大于高频端，而测周法在fx2的高频端，其误差远大于低频端。
理论研究表明，如进行n次重复测量然后取平均，则±1误差会
减小n倍。
如给定±1误差ε0，则要求ε≤ε0ο对测频法要fx1≥对测周法则要求fx2≤ε0 fs2ο因此，对一给定频率信号fs进行测量时，用测频法fs1越低越好，用测周法则fs2越高越好。
2．2 8051单片机的测频范围和测频时间
8051单片机的定时器／计数器接口，在特定晶振频率fc=12 MHz时，可输人信号的频率上限是fx≤fc／24=500 kHz。
如用测频法，则频率的上限取决于8051，故测频法的测量范围是：
即：fx1≤500 kHz。
用测频法测频时，定时器／计数器的计数时间间隔可由8051的另外一个定时器／计数器完成，外接100分频器的情况下，fx1的频率范围可扩展到50MHz
用测周法设计时，其频率的下限取决8051计数器的极限。
考虑到8051内部为16位，加
上TF标志位，计数范围为217，因此其最大计数时间为秒。
而如果采用半周期测量，则测频范围是：
在测周法中，标准频率信号fs2由8051的内部定时结构产生，f s2恒为fc／12，因此，在给定ε0为0．0 1时，fx2既有一定的上限频率，也有一定的下限频率。
即：
并由此可见得出：4Hz≤fx1≤10 kHz理论上可以达到无穷大，即fs1可以达到无穷低，因此，fx1可达到无穷小，因此，可以认为测频法的测频范围只有上限频率，没有下限频率。
而再这样，两个频率范围相叠加即可得到该频率计的测频范围：4 Hz≤fx1≤50 MHz。
精度可以达到1Hz。
从以上分析可以看出，测频法测量的频率覆盖范围较宽，且在高频端的测量精度较高，而在低频段的测量精度较低，同时测量时间较长。
测周法测量的频率覆盖范围较窄，在高频段的测量精度较低，在低频段的测量精度较高，测量时间短。
因此，测频法适于高频信号的测量，测周法适于较低频信号测量。
8051可用软件来控制定时器／计数器的工作方式，以实现测频法与测周法的动态切换。
对宽频带、高速度的频率测量，可采用软件切换测量方法来提高测量精度与测量速度。
其测频电路如图2所示。
3 软件设计
由图2所示的测频电路可知，波形经过施密特触发器74LS132后，再经整形放大后即可变成方波，然后利用8051的定时器／计数器T0给定定时时间为10 ms，再利用8051的定时器／计数器T1作计数器，累计10 ms时间里所经过施密特触发器74LS132的方波信号。
当T0定时满10 ms时，T0向CPU发出中断信号以申请中断，并进行频率测量。
假设所设定的中介频率为l00／10 ms=l00×100=10000 Hz=10 kHz，冈为fx=N／T，所以，可以将假定给定数值100与Tl进行比较，再将Tl计数器里所计的数值与给定的数值进行比较。
由于在用测频法测量频率时，较小频率的误差较大(±l误差)。
所以，这里用l0 kHz作为中间频率，其±1误差为9．9 kHz和1 0．1 kHz，误差率为1％，可见该误差不是很大，还可以接受。
事实上，当频率比较小于1 0kHz时，若程序选择用测量周期法。
则测周法流程图及其程序如如图3所示。
4 结束语
通过本文所介绍的设计过程即可实现频率测量要求，并能够很好的完成测量结果的存储，完全能够达到预期的效果。