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摘 要

本文主要阐述了等精度频率计的系统框架、设计调试过程，再结合适当的程序加以说明，并详细介绍了方案的选择，深入探讨了各个模块的设计。本等精度频率计选用STC89C52单片机作为核心控制芯片，并采用施密特触发器构成波形转换电路，利用计数器构成分频电路，对被测信号进行分频，以便获得更大的测量范围，再用数据选择器对不同大小频率的进行选择，送入单片机进行测量，最后选用LCD1602液晶显示屏作为显示模块，这样可以使结果更加明了，更利于使用者观察到测量结果。本设计的特色之处，是采用触发器对测试过程进行控制，使在闸门时间内进入计数器的波形保持完整，从而让频率计的精度满足设计要求。

关键词：等精度 单片机 分频电路 触发器

Precision frequency meter design based on SCM

Abstract

This article focuses on precision frequency meter system framework, design and debugging process, combined with the appropriate procedures are described, and details of the options, the depth of the design of each module. Other precision frequency selection STC89C52 microcontroller as the core control chip, Schmitt trigger waveform conversion circuit constituted, constitutes use of the counter divider circuit, the measured signal frequency, in order to draw a larger measuring range, then the data selector frequencies for different sizes are selected into the microcontroller is measured as the final selection of the LCD1602 display module, which can display more intuitive solution test results. Characteristics of the place of this article, is to use a trigger to control the testing process, so that the gate into the counter in the time waveform intact, so that the frequency of meter accuracy to meet the design requirements.

Key Words:Equal precision; Singlechip; Frequency dividing circuit; Trigger;

目 录

摘要 I

ABSTRACT I

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 本论文的主要任务 1

1.3 论文结构安排 1

第二章 方案选择 1

2.1 测频测周结合法 1

2.2 双门等精度测频法 1

2.3 双门等精度改进法 1

2.4 方案选择 1

第三章 系统结构 1

3.1 总体设计思路 1

3.2 单片机最小系统 1

3.2.1 晶振电路 1

3.2.2 上电复位电路 1

3.3 电源模块 1

3.4 波形处理电路 1

3.4.1 施密特触发器的原理 1

3.4.2 施密特触发器的应用 1

3.4.3 芯片选择 1

3.5 选择分频电路 1

3.5.1 分频模块 1

3.5.2 选择模块 1

3.6 信号处理电路 1

3.6.1 电路工作说明 1

3.6.2 D 触发器 1

3.7 显示模块 1

第四章 软件流程 1

4.1 测量过程 1

4.2程序说明 1

4.2.1 判断频率 1

4.2.2 测量部分 1

第五章 硬件调试 1

第六章 论文总结 1

6.1 总结 1

6.2 下一步工作 1

参考文献 1

致谢 1

附录I 1

附录II 1

第一章 绪论

1.1引言

随着科技的不断进步，在人们设计和生产的过程中，需要更加精确的频率信号。在众多的频率测量工具中，示波器的测量频率的精确度比较低，所产生的误差也比较大。频谱仪倒是可以准确的测量出频率的大小并显示被测信号的频谱，但是其测量结果出来的速度比较慢，不可以将被测频率发生的变化快速实时的反映出来。正是由于频率计可以快速准确的反映出频率测量的结果，所以它在人们的生活和生产起着很大的作用，因此，频率计在近些年得到十分迅猛的发展。

企业在生产产品时，在生产测试过程中会频繁的使用到频率计。使用频率计可以非常迅速的找到晶体振荡器的输出频率所发生的微小变化，通过使用频率计可以快速找到产品晶体的故障，以保证产品的质量，这对工人的工作有着很大的帮助。

在实验室研究和开发的过程中，频率计被用于各种电子测量仪器的校准，例如本地振荡器。在无线通信模块的测试中，可以用频率计去对无线通信基站的主时钟进行校准，也可以用频率计去对无线信号进行分析和研究。

频率在物理学上表示的是单位时间内一个事件重复发生次数，通常是用字母f来表示。在国际单位制中，频率的单位是赫兹，用符号来表示。设在某一时间段重复一个特定事件，该事件发生的次数即为频率，因为周期被定义为发生周期性事件的最小时间间隔，因此，频率也可以用周期来表示，在公式1-1中T表示周期，f表示频率。

（1-1)

频率计的全称是频率计数器，它是一种对频率信号进行测量观察的电子测量仪器。频率计数器一般可以分为4个部分：标准信号模块、信号处理模块、计数器模块、核心控制模块和显示模块。

测频率有许多方法，根据工作原理来区分，频率测量被分为无源测频法，比较方法，示波器法和计数法，计数法本质上就属于比较法，电子计数器的方法在平时是最常用的方法。电子频率计是我们日常生活和生产中最常用到的频率测量设备。

直接计数法是在一段时间内测量一共有多少个脉冲数，此方法具有测量精度高，速度快，适合测量不同大小的频率，满足不同大小频率测量的需要。在日常的生产生活中一般有两种频率测量方法：一种是直接频率测量法，在一定时间内测量频率脉冲的个数;第二，间接频率测量法，比如测周期法。

现在比较新颖的方法是等精度测频法，采用双门同时计数的方法，分别分为时间计数器和事件计数器，时间计数器用来记录单位时间内标准频率的脉冲个数，事件计数器用来记录单位时间内被测频率的脉冲个数，在相同时间内，这样被测频率就得出为,公式如（1-2）所示。

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