【正文】 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 摘 要 頻率、相位測(cè)量?jī)x器在生產(chǎn)和科研的各個(gè)部門被廣泛應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)測(cè)量的數(shù)字化 .自動(dòng)化 .智能化已成為現(xiàn)在應(yīng)用的需要，對(duì)測(cè)量精度的要求也越來(lái)越高。 針對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)頻法和測(cè)周法測(cè)量精度不高的缺陷，即測(cè)頻法不宜測(cè)低頻和測(cè)周法不宜測(cè)高頻 .本論文介紹了一種基于數(shù)字頻率計(jì)原理， 以 AT89C51 單片機(jī)為控制器件的新型頻率測(cè)量方法：等精度測(cè)量方法。利用同步門控制單片機(jī)的雙計(jì)數(shù)器進(jìn)行“相關(guān)計(jì)數(shù)”，應(yīng)用單片機(jī)的數(shù)學(xué)運(yùn)算和控制功能，實(shí)現(xiàn)了高低頻率等精度測(cè)量，克服了通用頻率計(jì)由于177。 1MSB 誤差在高低頻段測(cè)量精度不等的缺陷 ，既滿足測(cè)量精 度的要求 ,又滿足系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間的要求。用此方法實(shí)現(xiàn)的頻率計(jì)具有 高精度、低成本、易改進(jìn)的特點(diǎn) ，具有一定的實(shí)用性。本文主要介紹了其系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理，以及系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。 本論文基于相位數(shù)字化原理，針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)字式相位計(jì)采用的脈沖填充計(jì)數(shù)法測(cè)量精度不高，誤差大的缺陷，利用單片機(jī)與外部電路相結(jié)合，采用高頻脈沖填充計(jì)數(shù)，多周期等精度測(cè)量的方法實(shí)現(xiàn)了相位差的高精度測(cè)量，著重介紹系統(tǒng)原理及軟硬件實(shí)現(xiàn)方法。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；等精度；誤差；測(cè)相儀；相位差；計(jì)數(shù)器 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 abstract Frequency and phase measurements in production and research equipment widely used in all sectors. Achieve digital measurements. Automation. Intelligent applications has bee necessary now to the measurement accuracy requirements are increasingly high. In traditional law and geodetic survey frequency measurement accuracy is not high Week law wrong on a theory based on the number of frequencies to AT89C51 Danpianji control devices for the new frequency measurement methods : such precision measurements. Use Chanpianji double rod relevant calculations, the application Danpianji the arithmetic and control functions, such as achieving a high frequency precision measurements overe +1MSB overall frequency of errors in the measurement of low frequency bands ranging from precision errors to meet the measurement accuracy requirements and system response time meet the requirements. The frequency of use of this method to achieve a highprecision, lowcost, easy to improve features, a certain relevance. This article introduces the principles of its position and working systems, as well as system software and hardware design. This paper based on the principles of 13,800 digitized against traditional digital phase of a pulse recharge count law is not high precision measurements, error big mistakes, and the use of external circuits Chanpianji bined using HF pulse recharge number, such as multicycle approach to achieve precision measurements of the highprecision measurement of transmitters, highlight the principles and system software and hardware to achieve. Keywords:Chanpian。 such precision。 Error。 Testing of devices。 Pairs。 Counter 東華理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 緒論 目 錄 緒 論 .................................................................. 1 第一章系統(tǒng)工作原理 ........................................................ 3 1． 1 頻率測(cè)量原理 ..............................................................3 1． 2 相位測(cè)量原理 ..............................................................4 第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路及方案分析 ............................................. 5 2． 1 測(cè)頻 ......................................................................5 2． 1． 1 脈沖數(shù)倍頻測(cè)頻法 ......................................................5 2． 1． 2 脈沖數(shù)分頻測(cè)頻法 ......................................................5 2． 1． 3 測(cè)頻 測(cè)周結(jié)合法 .......................................................5 2． 1． 4 多周期等精度測(cè)量方法 ..................................................6 2． 2 測(cè)相 ......................................................................8 2． 2． 1 脈沖填充計(jì)數(shù)測(cè)相法 ....................................................8 2． 2． 2 多周期等精度測(cè)相法 ....................................................8 第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電路 .................................................... 11 3． 1 測(cè)頻電路 設(shè)計(jì) .............................................................11 3． 1． 1 信號(hào)放大整形電路 .....................................................11 3． 1． 2 外部分頻電路 ........................................................13 3． 1． 3 同步門邏輯控 制電路 ...................................................14 3． 1． 4 與單片機(jī)接口顯示電路 .................................................15 3． 1． 5 擴(kuò)展報(bào)警電路 ........................................................16 3． 2 測(cè)相電路設(shè)計(jì) .............................................................18 3． 2． 1 前級(jí)放大整形電路 .....................................................18 3． 2． 2 相位差測(cè)量電路 .......................................................20 3． 2． 3 相位極性判別電路 .....................................................21 第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ....................................................... 22 4． 1 主要任務(wù) ...............................................................22 4． 2 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì) ...........................................................22 4． 3 總體流程圖 .............................................................23 結(jié)論與分析 .............................................................. 24 致謝 ................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ................................................................ 26 附錄 ................................................................... 27 東華理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 緒論 緒 論 隨著無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展與普及，“頻率”已成為廣大群眾所熟悉的物理量調(diào)節(jié)收音機(jī)上的頻率刻度盤可使你選聽(tīng)到你喜歡的電臺(tái)節(jié)目；調(diào)節(jié)電視機(jī)上的微調(diào)旋鈕可使得電視機(jī)對(duì)準(zhǔn)電視臺(tái)的廣播頻率，獲得圖象清晰的收看效果，這些已成為人們的生活常識(shí)。頻率的應(yīng)用在當(dāng)代高科技中顯的尤為重要，例如，郵電通訊，大地測(cè)量，人造衛(wèi)星的導(dǎo)航定位控制都 與頻率密切有關(guān)，其精密度與準(zhǔn)確度比人們?nèi)粘Ｉ钪械囊蟾叩亩嗔T了。相位測(cè)量技術(shù)在國(guó)防 .科研 .生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，特別在電力 .機(jī)械等部門要求精度測(cè)量低頻相位，采用傳統(tǒng)的模擬指針式相位測(cè)量?jī)x表顯然不能夠滿足所需的精度要求。隨著電子技術(shù)與微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字式儀表因其高精度的測(cè)量分辨率以及高度的智能化 .直觀化的特點(diǎn)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，對(duì)相位測(cè)量的要求也逐步向高精度 .高智能化方向發(fā)展?？梢?jiàn)，隨廣泛應(yīng)用的需要，高精密 .高準(zhǔn)確 .高智能化是大勢(shì)所趨 .一般的測(cè)量?jī)x測(cè)量范圍有限，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，高頻信號(hào)的 測(cè)量也越來(lái)越受的親睞，實(shí)現(xiàn)測(cè)量的數(shù)字化 .自動(dòng)化 .智能化已成為各類儀器儀表的設(shè)計(jì)方向。 現(xiàn)在頻率的測(cè)量?jī)x器突破傳統(tǒng)的測(cè)量方法，以單片機(jī)為核心來(lái)設(shè)計(jì)的，利用外圍電路，軟硬件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量量程的自動(dòng)切換，具有較高的測(cè)量精度和較短的系統(tǒng)反應(yīng)。這樣設(shè)計(jì)測(cè)量誤差小，價(jià)格低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)了發(fā)展的需要。相位測(cè)量也是以單片機(jī)為核心的，利用單片機(jī)的高數(shù)據(jù)處理能力，存儲(chǔ)容量大，較多的并行口能滿足外圍設(shè)備 .芯片擴(kuò)展需要。數(shù)字顯示相位儀不斷的涌現(xiàn)，具有速度高 .只能化 .電路簡(jiǎn)單 .工作可靠等特點(diǎn)。 隨著科技的發(fā)展，頻率的測(cè)量應(yīng)趨于以 下幾個(gè)特點(diǎn)： ① 測(cè)量精度高。由于有著各種等級(jí)的時(shí)頻標(biāo)準(zhǔn)源，而且采用無(wú)線電波傳遞標(biāo)準(zhǔn)時(shí)頻方便 .迅速 .實(shí)用。所以在人們能進(jìn)行測(cè)量的成千上萬(wàn)個(gè)物理量中，頻率測(cè)量所能達(dá)到的分辨和準(zhǔn)確度是最高的。 ②測(cè)量范圍廣。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中所涉及到的頻率范圍是極其廣泛的，從百分一赫茲甚至更低頻率開(kāi)始，一直到 10K Hz 以上。