【正文】 plifiers LF353PC, and shapes waveform with highspeed voltage parator TL714CP, achieves the Range Automatic Switch by the CD4518BE as access channel of frequency divider with the bination of data selector MC74HC151N, eventually the data measured displayed in the liquid crystal display design of software partially uses C language software with the bination of digital signal processing techniques such as average filtering, and the technology of intelligent instrument such as the selfcalibration techniques。 finally the PCB circuit and the prototype machine are made out and tested. Having been tested, the prototype supports the detection and display of three types AC signals in the frequency range of 1HZ to HZ. They are the square wave under the minimum VPP of 20mV, the sine wave and the triangle wave of 40mV minimum VPP. The test shows that the relative accuracy is better than %. Fully integrated functions of singlechip microputer of mathematical puting and controlling, the relatively simplified system hardware and the structurally optimized software, the initial design thought es true as a wide scope of implementation, highprecision, intelligent and costeffective . At the same time, it adds the functions such as selfcalibration, data latches and limit alarm. Finally, the thesis gives out the data which the prototype tested, analyzes the errors of the test results, and gives a summary and prospects of the design. Attachment: The circuit schematics, PCB circuit diagrams, operation instruction and picture of the prototype. KEY WORDS high accuracy frequency metre。 average filter 紹興文理學(xué) 院元培學(xué)院本科畢業(yè)論文 IV 目錄 摘 要 ...................................................................... II ABSTRACT .................................................................. III 目錄 ....................................................................... IV 前言 ........................................................................ 1 1基礎(chǔ)理論 .................................................................. 2 1． 1頻率及頻率計(jì) ........................................................ 2 1． 1． 1 頻率及頻率計(jì)定義 ............................................. 2 1． 1． 2 頻率計(jì)發(fā)展概況 ............................................... 2 1． 1． 3 頻率測(cè)量及頻率計(jì)組成原理 ..................................... 2 1． 2 數(shù)字濾波 ........................................................... 3 1． 3自校準(zhǔn)原理 .......................................................... 3 2 硬件設(shè)計(jì) .................................................................. 5 2． 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想 ................................................... 5 2． 2硬件具體實(shí)現(xiàn) ........................................................ 5 2． 2． 1 輸入保護(hù)電路 ................................................. 6 2． 2． 3 信號(hào)波形整形電路設(shè)計(jì) ......................................... 6 2． 2． 4 參考電壓電路設(shè)計(jì) ............................................. 7 2． 2． 5 分頻器通道設(shè)計(jì) ............................................... 7 2． 2． 6 量程自動(dòng)切換電路設(shè)計(jì) ......................................... 8 2． 2． 7 控制核 心電路設(shè)計(jì) ............................................. 8 2． 2． 8 顯示電路設(shè)計(jì) ................................................. 8 2． 2． 10 電源設(shè)計(jì) ................................................... 10 3 軟件設(shè)計(jì) ................................................................. 12 3． 1 軟件總體設(shè)計(jì)框架 .................................................. 12 3． 2 各主要功能部分軟件設(shè)計(jì)思想及流程圖 ................................ 12 3． 2． 1 頻率測(cè)量模塊 ................................................ 12 3． 2． 2 自動(dòng)量程切換模塊 ............................................ 14 3． 2． 4 自校準(zhǔn)模塊 .................................................. 15 4 軟硬件調(diào)試與測(cè)試結(jié)果 ..................................................... 17 4． 1 軟硬件調(diào)試 ........................................................ 17 4． 2 測(cè)試結(jié)果及誤差分析 ................................................ 17 紹興文理學(xué) 院元培學(xué)院本科畢業(yè)論文 V 5 總結(jié)與展望 ............................................................... 19 參考文獻(xiàn) ................................................................... 20 附錄 1 原理圖 整體 ......................................................... 21 附錄 2 原理圖 電源 ......................................................... 22 附錄 3 PCB 圖 ............................................................... 23 附錄 4 元件清單及實(shí)驗(yàn)所需儀器 .............................................. 24 附錄 5 使用說(shuō)明書 .......................................................... 26 附錄 6 實(shí)物照片 ............................................................ 27 致謝 ....................................................................... 28 紹興文理學(xué) 院元培學(xué)院本科畢業(yè)論文 1 前言 隨著大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能化在測(cè)試技術(shù)方面的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)電子測(cè)量?jī)x器在原理、功能、精度及自動(dòng)化等方面發(fā)生了巨大的變化。只有不斷的采用新技術(shù)和新方法 ,才能使測(cè)量?jī)x器的性能和精度得以不斷的提高。工程中很多測(cè)量，如用振弦式方法測(cè)量力，時(shí)間測(cè)量，速度測(cè)量，速度控制等都涉及到頻率測(cè)量，或可歸結(jié)為頻率測(cè)量。頻率作為一種最基本的物理量，其測(cè)量問(wèn)題等同于時(shí)間測(cè)量問(wèn)題。 傳統(tǒng)的頻率計(jì)存在硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜且體積較大，運(yùn)行速度慢，不適合測(cè)量低頻信號(hào)等缺點(diǎn)。 而一 般精度的頻率測(cè)量?jī)x器已經(jīng)越來(lái)越不能滿足要求。 基于以上等情況 ， 研究 一 種基于單片機(jī)的寬范圍、高精度、智能化和性價(jià)比高的頻率計(jì)顯得十分重要 。要求能對(duì) 10Hz~1MHz 信號(hào)檢測(cè)及顯示，相對(duì)測(cè)量精度優(yōu)于 %；可設(shè)定輸入信號(hào)類型。詳細(xì)介紹了 一種 等精度測(cè)量的 思想，并 對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件具體實(shí)現(xiàn) 給予了深入 說(shuō)明 。 紹興文理學(xué) 院元培學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 1 基礎(chǔ)理論 1． 1 頻率及頻率計(jì) 1． 1． 1 頻率及頻率計(jì)定義 頻率是單位時(shí)間內(nèi)周期性過(guò)程重復(fù)、循環(huán)或振動(dòng)的次數(shù) ,記為 f 。頻率跟周期是一對(duì)倒數(shù) 關(guān)系，即 1f T? 。通常頻率以數(shù)字 形式直接顯示出來(lái)，簡(jiǎn)便易讀，即所謂的數(shù)字頻率計(jì)。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微處理器的廣泛應(yīng)用，也出現(xiàn)了一批由微處理器為控制核心的頻率計(jì)數(shù)器。隨著可編程邏輯器件 (CPLD/FPGA)的廣泛應(yīng)用，以 EDA 工具為開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)頻率計(jì)也成為一種主流趨勢(shì)。目前市場(chǎng)上也有很多基于專用頻率計(jì)測(cè)量芯片（如 ICM7226）的頻率計(jì)。 1． 1． 3 頻率測(cè)量及頻率計(jì) 組成原理 常用數(shù)字頻率測(cè)量方法： M 法， T法和 M/T 法。 適合于 高 頻信號(hào)的測(cè)量。 適合于 低 頻信號(hào)的測(cè)量。 目前還有其他測(cè)量方法，如等精度測(cè)量，雙等精度測(cè)量等，但其 核心思想都是上述三種方法。預(yù)置門的打開(kāi)和關(guān)閉由被測(cè)信號(hào)和預(yù)置的測(cè)量時(shí)間控制，計(jì)數(shù)器 Nx 在預(yù)置門的控制下對(duì)被測(cè)信號(hào)頻率計(jì)數(shù)，控制門根據(jù)預(yù)置門產(chǎn)生一個(gè)與被測(cè)信號(hào)同步的同步門；計(jì)數(shù)器 No 在同步門的控制下對(duì)時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)，得到精確的閘門時(shí)間 Tg。 本系統(tǒng)所采用的就是一種等精度測(cè)量方法 ，但具體實(shí)現(xiàn)上有所不同 。 1