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论文数字频 率计论文集(定稿) 数字频率计摘要系统由五个模块组成，分别是单片机模块、显示模块、跟随模块、放大模块及整形模块。 采用单片机STC89C52RC为主控单元，测量信号时，通过分压电路分压，跟随器缓冲、隔离，运算放大器放大、限幅，施密特触发器整形获得理想脉冲送入单片机控制LCD显示。 系统采用测频法测量被测信号的频率，即利用定时器定时一秒，计数器计算结果是被测信号的脉冲数，即为被测信号的频率。 本系统不仅可以测矩形波的频率而且还能测量正弦波、三角波等，功能强大，准确率高。 关键字单片机放大器测频法引言频率计是科研生产领域不可缺少的仪器，频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。 在电子测量技术中，频率是最基本的参数之一，它与许多电参量和非电参量的测量都有十分密切的联系，因此频率的测量就显得尤为重要。 数字频率计是用数字来显示被测信号频率的仪器，由于它精度高、使用方便、测量迅速，等优点越来越受欢迎。 目录 33、总体方案 44、系统硬件的设计与实现 45、软件设计55.1系统软件框图55.2流程图 66、系统调试 67、总结7参考文献附录 一、任务课题要求任务要求设计并实现一个数字频率计。 基本要求能够测量矩形波的频率，频率范围在1HZ100KHZ之间，幅度在0.1V10V之间，误差小于0.1%。 发挥部分误差小于0.001%。 扩展功能能测量正弦波和三角波的频率。 二、系统方案选择和论证（一）放大器的选择方案一用与非门运算放大器进行信号的放大，如CD4069芯片，由于信号放大的过程中直流成分多因此噪音也较大。 方案二用运算放大器实现信号放大，噪音相对较小，并且线路简洁，硬件布线较少，因此，最终确定选择此方案。 （二）频率测量方案方案一用专门的频率计模块来测量频率，如ICM7216芯片，其内部带整形放大电路可直接输入正弦波，外部可接振荡电路，量程可以自动切换，待计数过程结束时显示测频结果，但硬件电路复杂，测频误差较大。 方案二利用编程来测量频率，用单片机定时中断来进行计数，最后计数值输入单片机进行处理并输出，频率测量精度高并且硬件简单。 因此采用方案二。 （三）显示部分方案一采用八位LED数码管进行显示，利用单片机的并行口与数码管的接口直接相连可直接控制数码管，驱动简单，但信息量少功耗大。 方案二采用LCD液晶显示，显示信息量较多、功耗少并且界面友好、内容丰富，所以采用此方案。 三、总体方案被测信号经过分压电路降压，跟随器缓冲，放大电路扩大信号，最后通过施密特触发器把传输过来的信号整形，获得较理想的脉冲送入单片机，单片机把记录下的脉冲数通过LCD进行数字显示。 放大电路 四、系统硬件的设计与实现对于不同幅度的电压，由软件控制，自动开关会自动选择应该闭合那路开关通过电路进行分压，如输入的电压是80V230V时，会闭合第一个开关，输入电压是5V80V时，闭合第二个开关，5V以下时会闭合第三个开关。 进过升压、限幅、整流，单片机把读入的数据送到P0口输出到LCD液晶显示器显示放大电路单片机整形电路分压电路显示电路缓冲电路分压电路由于运算放大器内部允许通过的电压是20V左右，不同幅度的电压经过分压电路分压之后都必须在20V以内，所以分压电路中R 1、R 2、R3的选择要适中，经过计算得出，R1为510R，R2为30K,R3为200k.滞回比较器作波形产生和变换电路，利用比较器可将正弦波、三角波转换成矩形波。 滞回比较器灵敏度高、抗干扰能力强并且硬件电路简单。 跟随比较器 一、起缓冲作用防止信号的损耗。 二、起隔离作用，隔离反电动势与输入号叠加使得波形清晰度下降。 五、软件设计（一）系统软件框图系统软件设计采用模块化设计方法，整个系统由初始化模块、显示模块和频率测量模块组成。 有电的情况下，系统进入初始化，软件开始运行。 在执行过程中，根据运行流程分别调用各个功能模块实现频率的测量及显示。 二、软件流程图、 六、系统的测试与调试调试方法用示波器与我们设计的硬件直接相连，示波器显示的频率值作为标准值，LCD显示的频率值作为测量值，标准值和测量值进行比较。 入口系统初始化定时（测量数据）显示数据开始初始化开定时1S到定时关显示频率计数由上表可知，标准值与基本值的误差达到了发挥部分所要求的小于0.01%，但是误差还是存在，经分析得出由f=N/T所以fx/f=(Nx/N)*(Tx/T)误差是由计数器计数脉冲相对误差和标准时间相对误差两部分组成。 计数器计数相对误差是因为主门的开启时刻与计数脉冲之间的时间关系是不相关的，因此，即使在相同的主门开启时间内，计数器所记的脉冲数却不一定相同。 标准时间相对误差是因为标准时间不准确，造成主门启闭的时间或长活短。 要缩短误差，在测量频率较低的信号时就不能用测频率法而应用测周法。 本系统不仅能够测量1HZ1KHZ的信号0.1HZ450KHZ的信号都能够测量，达到基本要求的基础上进行了扩展。 七、总结在本次设计中，我们深刻的体会到自己知识面的狭窄，理论知识与实际应用的差别。 在设计降压电路、放大电路时最为明显，怎样进行降压，该选多大的电阻，怎样进行放大电路的设置这一个个难题都是我们最大的困难，在老师的帮助下，最后我们以顽强的意志、不怕苦的精神克服了。 相信有了这段不平凡的经历，在以后的人生道路上我们会走的更稳更好。 本系统架构设计合理，性能优良、稳定。 软件程序简洁却准确的实现了对频率的测量，思路清晰，功能强大。 硬件布线整洁，结构明朗，主次分明。 两方面都较好的达到了要求的各项功能指标。 设计出来的频率计测