【正文】 取決于計數(shù) Mx的誤差。脈沖周期測頻法(T法):此法是在待測信號的一個周期 Tx內(nèi),記錄標(biāo)準(zhǔn)頻率信號變化次數(shù) Mo。 脈沖數(shù)倍頻測頻法(AM法):此法是為克服M法在低頻測量時精度不高的缺陷發(fā)展起來的。其待測頻率為:Fx= Mx/ATo 其特點(diǎn)是待測信號脈沖間隔減小 ,間隔誤差降低。脈沖數(shù)分頻測頻法(AT法):此法是為了提高T法高頻測量時的精度形成的。但控制電路也較復(fù)雜。若標(biāo)準(zhǔn)信號的頻率為Fo ,則待測信號頻率為:Fx = FoMx/Mo，M/T法在測高頻時精度較高；但在測低頻時精度較低。此法的優(yōu)點(diǎn)是,閘門時間與被測信號同步,消除了對被測信號計數(shù)產(chǎn)生的177。該系統(tǒng)測頻部分采用中小規(guī)模數(shù)字集成電路,用機(jī)械式功能轉(zhuǎn)換開關(guān)換擋,能可靠地完成頻率計的基本功能,但由于完成功能所需元器件較多,電路過于復(fù)雜,而且多量程換擋開關(guān)使用不便。該方案利用了PLD的可編程和大規(guī)模集成的特點(diǎn)，使電路大為簡化，但此題使用PLD則不能充分發(fā)揮其特點(diǎn)及優(yōu)勢，并且測量精度不夠高，導(dǎo)致系統(tǒng)性能價格比降低、系統(tǒng)功能擴(kuò)展受到限制。 ICM7216內(nèi)部帶有放大整形電路 ,可以直接輸入模擬信號。用轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇 10ms ,0. 1s ,1s ,10s 四種閘門時間 ,同時量程自動切換。由于使用了單片機(jī)，使整個系統(tǒng)具有極為靈活的可編程性，能方便地對系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展與改進(jìn)。方案二利用了PLD的可編程和大規(guī)模集成的特點(diǎn)，使電路大為簡化，但測量精度不夠高，導(dǎo)致系統(tǒng)性價比降低，系統(tǒng)功能擴(kuò)展受到限制。本數(shù)字頻率計采用單片機(jī)AT89C51作為控制核心，門控信號由AT89C51內(nèi)部的計數(shù)/定時器產(chǎn)生。測量范圍從1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波。單片機(jī)設(shè)計數(shù)字頻率計有著很多的優(yōu)點(diǎn)：（1）集成度高。（3）系統(tǒng)擴(kuò)展方便。（5）處理能力強(qiáng)，速度快。（7）兼容性好。若在一定時間間隔T內(nèi)測得這個周期性信號的重復(fù)變化次數(shù)N，則其頻率可表示為f=N/T。時間基準(zhǔn)信號發(fā)生器提供標(biāo)準(zhǔn)的時間脈沖信號，若其周期為1s，則門控電路的輸出信號持續(xù)時間亦準(zhǔn)確地等于1s。秒信號結(jié)束時閘門關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)。 基于單片機(jī)的數(shù)字頻率計的原理單片機(jī)內(nèi)部有兩個定時/計數(shù)器T0和T1。單片機(jī)外接12MHZ的晶振，定時/，我們可以采用軟件計數(shù)器來進(jìn)行定時設(shè)計。當(dāng)定時結(jié)束時，定時/計數(shù)器T1計數(shù)的數(shù)送入顯示電路，從顯示電路中讀出的總脈沖個數(shù)即是待測信號的頻率值。 電路原理圖及其主要硬件部分待測信號放大電路波形變換、整形分頻電路閘門控制單片機(jī)顯示電路主要硬件電路有放大整形電路，分頻電路，主控電路（單片機(jī)），顯示電路四大部分。通過放大整形電路將正弦輸入信號fx整形成同頻率方波fo,幅值過大的被測信號經(jīng)過分壓器分壓送入后級放大器，以避免波形失真。放大電路運(yùn)用單運(yùn)算放大器LM138，整形電路運(yùn)用7414六反相器（施密特觸發(fā)器）。適合于在脈沖信號放大器、寬帶放大器、中頻放大器、寬頻帶信號發(fā)生器、快速A/D轉(zhuǎn)換器。另外利用施密特觸發(fā)器的脈沖波的整形可以獲得較理想的矩形脈沖。分頻器電路采用計數(shù)器構(gòu)成分頻電路。 74LS90功能表復(fù)位輸入輸出R1 R2 S1 S2QD QC QB QAH H L H H L H HX L LL L L L L L L L L LL L L LH L L H計 數(shù)計 數(shù)A． 將輸出QA與輸入B相接，構(gòu)成8421BCD碼計數(shù)器；B． 將輸出QD與輸入A相接，構(gòu)成5421BCD碼計數(shù)器；C． 表中H為高電平、L為低電平、為不定狀態(tài)。 74LS90具有如下的五種基本工作方式：（1）五分頻：即由FD、FC、和FB組成的異步五進(jìn)制計數(shù)器工作方式。（3）六分頻：在十分頻（8421碼）的基礎(chǔ)上，將QB端接R1，QC端接R2。 （4） 九分頻：QA→RQD→R2，構(gòu)成原理同六分頻。 此外，據(jù)功能表可知，構(gòu)成上述五種工作方式時，SS2端最少應(yīng)有一端接地；構(gòu)成五分頻和十分頻時，RR2端亦必須有一端接地。它們之間相互連接的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。單片機(jī)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，具有較強(qiáng)而有效的控制功能。 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖雖然單片機(jī)只是一個芯片,但無論從組成還是從其邏輯功能上看，都具有微機(jī)系統(tǒng)的含義。單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可單獨(dú)完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機(jī)最大的特征。它以無與倫比的高性能、低價位贏得了廣大電子開發(fā)者的喜愛。其主要特性：?與MCS51 兼容 　　?4K字節(jié)可編程FLASH存儲器 　　?壽命：1000寫/擦循環(huán) 　　?數(shù)據(jù)保留時間：10年 　　?全靜態(tài)工作：0Hz24MHz 　　?三級程序存儲器鎖定 　　?1288位內(nèi)部RAM 　　?32可編程I/O線 　　?兩個16位定時器/計數(shù)器 　　?5個中斷源 　　?可編程串行通道 　　?低功耗的閑置和掉電模式 　　?片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明：VCC：供電電壓。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 　　口管腳 備選功能 　　 RXD（串行輸入口） 　　 TXD（串行輸出口） 　　 /INT0（外部中斷0） 　　 /INT1（外部中斷1） 　　 T0（記時器0外部輸入） 　　 T1（記時器1外部輸入） 　　 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 　　 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 振蕩器特性: XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。采用LCD1602因其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 LCD1602引腳圖 LCD1602的主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量：16*2個字符芯片工作電壓：～工作電流：()模塊最佳工作電壓：字符尺寸：*(WXH)mm 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件編程部分是設(shè)計的電路能否成功的關(guān)鍵。數(shù)字頻率計的系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法。初始化模塊主要是對進(jìn)行初始定時器/計數(shù)器T0、T1和中斷源的初始化。T0設(shè)置為定時器方式1，T1設(shè)置為計數(shù)器方式1；當(dāng)待測信號到來，用單片機(jī)外部兩個終端INT0和INT1來開始對定時計數(shù)器T0計時和T1計數(shù)。對于頻率的概念就是在一秒只數(shù)脈沖的個數(shù)，即為頻率值。送到LCD顯示出來。LCD初始化主要進(jìn)行顯示器顯示模式設(shè)置和顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置，在本次設(shè)計中定義其顯示模式為：8位數(shù)據(jù)端口，5*7矩陣，16*2顯示，并且開啟顯示無光標(biāo)。初始化開始等待待測信號對待測信號放大整形、分頻啟動T0、T1定時時間到1sT0停止計時T1停止計數(shù)計算頻率送出顯示結(jié)束 第五章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 仿真軟件簡介本次基于單片機(jī)的頻率計設(shè)計是通過Proteus ISIS軟件來進(jìn)行模擬和仿真的。Proteus ISIS 是英國Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。該軟件的特點(diǎn)是：① 實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE 電路仿真相結(jié)合。② 支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。③ 提供軟件調(diào)試功能。④ 具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。 用Proteus 軟件虛擬單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)采用Proteus 仿真軟件進(jìn)行虛擬單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，具有比較明顯的優(yōu)勢，其實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)內(nèi)容全面、硬件投入少、可自行實(shí)驗(yàn)