开题报告数字频率计

单片机数字频率计开题报告1. 研究背景在电子领域，频率是一个非常重要的参数。

频率计是一种测量电子信号频率的仪器，广泛应用于通信、电力、无线电以及科学研究等领域。

传统的频率计通常由模拟电路实现，但随着单片机技术的发展，数字频率计逐渐成为主流。

2. 研究目的本文旨在设计并实现一个基于单片机的数字频率计，能够精确测量输入信号的频率，并通过显示器输出结果。

该频率计将有助于提高测量精度、简化操作流程，并具备一定的自动化能力。

3. 研究内容3.1 单片机选择考虑到频率计需要高精度的计数能力，本项目选用Atmel公司的AVR系列单片机作为控制核心。

根据需求分析，选择ATmega328P作为单片机主控芯片。

3.2 信号输入频率计的输入信号需要进行电平转换和滤波处理，以确保测量的准确性和稳定性。

本项目将使用信号调理电路对输入信号进行初步处理，并采用低通滤波器滤除杂散信号。

3.3 计数算法本项目将采用计数器算法来测量输入信号的频率。

通过使用单片机的计数功能，可以实时计数输入信号的周期数，并通过算法将其转化为频率值。

3.4 显示输出为了直观地显示测量结果，本项目将使用液晶显示器作为输出设备。

单片机将通过串行通信协议将测量结果发送给液晶显示器，以实现结果的实时显示。

4. 技术路线4.1 硬件设计根据项目需求和选择的单片机，设计输入信号调理电路和低通滤波器，以及液晶显示电路。

4.2 软件设计编写单片机的控制程序，实现输入信号的读取和处理、计数算法的运算以及输出结果的显示控制。

4.3 系统集成将硬件和软件进行集成测试，验证系统的可行性和稳定性。

5. 预期成果本项目预期能够设计并实现一个基于单片机的数字频率计，具有以下特点和性能：•高测量精度：能够精确测量输入信号的频率，误差控制在可接受范围内。

•简化操作流程：通过单片机控制，实现自动化测量，简化用户的操作流程。

•易扩展性：系统具备一定的扩展性，可以根据实际需求进行功能升级。

《数字频率计》技术报告一、问题的提出在传统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量时测量精度较低，误差较大。

频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时快速地跟踪捕捉到被测信号频率的变化。

而频率计则能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化。

在传统的生产制造企业中，频率计被广泛的应用在生产测试中。

频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出频率的变化，用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品，确保产品质量。

在计量实验室中，频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。

在无线通讯测试中，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以被用来对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。

数字频率计是一种用数字显示的频率测量仪表，它不仅可以测量正弦信号、方波信号和尖脉冲信号的频率，而且还能对其他多种物理量的变化频率进行测量，诸如机械振动次数，物体转动速度，明暗变化的闪光次数，单位时间里经过传送带的产品数量等等，这些物理量的变化情况可以由有关传感器先转变成周期变化的信号，然后用数字频率计测量单位时间内变化次数，再用数码显示出来。

二、解决技术问题及指标要求1、技术指标被测信号：正弦波、方波或其他连续信号；采样时间：1秒（0.1秒、10秒）；显示时间：1秒（2秒、3秒．．．．．．）；LED显示；灵敏度：100mV；测量误差：±1Hz。

数字频率计是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。

其最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。

一般T=1s，所以应要求定时器尽量输出为1s的稳定脉冲。

2、设计要求可靠性：系统准确可靠。

稳定性：灵敏度不受环境影响。

经济性：成本低。

重复性：尽量减少电路的调试点。

低功耗：功率小，持续时间长。

三、方案可行性分析（方案结构框图）率，而且还可以测量它们的周期。

经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；可以测量电容做成数字式电容测量仪；在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。

商洛学院本科毕业设计（论文）开题报告题目基于VHDL数字频率计的设计学院名称物理与电子信息工程系专业班级电子信息工程10级2班学生姓名吕超学号指导教师刘萌填表时间： 2014 年 3 月 10日填表说明1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。

3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。

4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。

5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。

设计（论文）基于VHDL数字频率计的设计题目设计（论文）类型（划“√”）工程设计应用研究开发研究基础研究其它√一、本课题的研究目的和意义数字频率计是电子设计、仪器仪表、资源勘测、计算机、通讯设备、音频视频等应用领域不可缺少的测量仪器, 被广泛应用于航天、电子、测控等领域。

在数字电路中，频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。

在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用；在CMOS电路系列产品中，频率计是用量最大、品种最多的产品。

许多物理量的测量, 如振动、转速等的测量都涉及到或可以转化为频率的测量，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。

传统的数字频率计一般是由分离元件搭接而成，用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差大、可靠性差。

后来随着单片机的大规模的应用, 出现了不少用单片机控制的频率测量系统。

相对于以前用分离元件搭接起来的频率测量系统, 单片机控制的频率测量系统在频率测量范围、频率测量精度和频率测量速度上都有了很大的提高。

但由于单片机工作频率的限制、单片机内部计数器位数的限制等因素, 由单片机控制的频率测量系统无法在频率测量范围、频率测量精度和频率测量速度上取得重大突破。

开题报告通信工程数字频率计设计一、课题研究意义及现状频率计又称频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，频率测量的原理归结成一句话就是：单位时间内对被测信号进行计数。

在传统的电子测量仪器中，频率计的应用范围越来越广，它不仅可以测量普通的如正弦波信号的频率，在教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域也都有广泛的应用。

示波器虽然可以对信号进行频率测量，但缺点是精度较低，误差较大。

频谱仪虽然有也准确的测量频率和显示被测信号的频谱的优点，但它的测量速度比较慢，比较耗时间，也不能实时精确的捕捉到被测信号频率的变化情况。

但频率计却能够快速精确的捕捉到被测信号频率的变化，所以，频率计在各个重要的领域中被普遍使用到。

例如：在传统的生产制造企业中，频率计被广泛的应用在生产线的生产测试中。

当生产线中有故障的晶振产品时，频率计就可以快速准确的定位到发生故障的那件晶振产品，生产人员就可以及时的采取措施，以确保产品的质量保证。

在计量实验室中，频率计也可以对各种电子测量设备等产品的本地振荡器进行校准。

在无线通讯测试中，就可以用频率计对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。

虽然目前使用的频率计产品很多，但基本上都是采用专用技术芯片（如ICM7240等）和数字逻辑电路组成，由于这些芯片本身的工作频率不高（如ICM7240仅有15MHZ左右），从而限制了产品工作频率的提高，远不能达到在一些特殊场合需要测量很高频率的要求，而且测量精度也收到芯片本身的极大限制。

随着社会的进步、科技的发展，频率计所测量的频率范围极影越来越大，精度也越来越高，但最重要的是如今的频率计已不仅仅是简单的用来测量频率和一些具有周期特性的频率：经过改装，做成数字式脉宽测量仪，就可以测量脉冲宽度；也可以经过改装后做成可以测量电容的数字式电容测量仪；还可以在电路中增加传感器，使之可以测量长度、重量、压力、温度等非电量的测量。

毕业设计〔论文〕材料之二〔2〕毕业设计(论文)开题报告题目：基于FPGA的数字频率计的设计开题报告内容与要求一、毕业设计〔论文〕内容及研究意义〔价值〕数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生成领域不可缺少的测量仪器，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系。

在数字电路中，频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。

在计算机，被广泛应用于航天、电子、测控等领域。

实际的硬件设计用到的器件较多，连线比拟复杂，而且会产生比拟大的延时，造成测量误差大、可靠性差。

随着可编程逻辑器件的广泛应用，以EDA 工具作为开发平台，运用VHDL 语言，将使整个系统大大简化，从而提高整体的性能和可靠性。

本设计中包含由测频控制信号发生器模块、锁存器和译码显示模块，提出了采用VHDL语言设计一个复杂的电路系统, 运用自顶向下的设计思想, 将系统按功能逐层分割的层次化设计方法进展设计。

在顶层对内部各功能块的连接关系和对外的接口关系进展了描述, 而功能块的逻辑功能和具体实现形式那么由下一层模块来描述，各功能模块采用VHDL 语言描述。

二、毕业设计〔论文〕研究现状和开展趋势〔文献综述〕在电子技术中，频率是最根本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。

测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。

电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。

直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。

本文阐述了用VHDL语言设计了一个简单的数字频率计的过程。

而FPGA是英文Field Programmable Gate Arry的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的根底上进一步开展的产物。

数字频率计开题报告篇一：开题报告数字频率计杭州电子科技大学毕业设计（论文）开题报告题目学院专业姓名班级学号指导教师数字频率计的设计与实现通信工程学院通信工程孔冬滨易志强一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义(一)课题的意义在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。

近年来,在现代电子系统设计领域中,电子设计自动化已成为重要的设计手段。

简单的搭建电路已经不适应大规模电路设计要求。

EDA的可编写程序设计硬件电路设计，可重复下载的优势非常明显。

这样做既可节省时间又能避免不必要的资源浪费。

数字频率计的设计,其功能是实现信号的频率、周期、占空比以及脉宽等指标的测量，在电子测量、航海、探测、军事等众多领域的应用范围广泛。

数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。

而采用FPGA现场可编程门阵列为控制核心，通过硬件描述语言VHDL编程，在Quartus II仿真平台上编译、仿真、调试，并下载到FPGA芯片上，通过严格的测试后，能够较准确地测量方波、正弦波、三角波、矩齿波等各种常用的信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量，并且将使整个系统大大简化，提高了系统的整体性能和可靠性。

本课题采用的是等精度数字频率计，在一片FPGA开发板里实现了数字频率计的绝大部分功能，它的集成度远远超过了以往的数字频率计。

又由于数字频率计最初的实现形式是用硬件描述语言写成的程序，具有通用性和可重用性。

所以在外在的条件(如基准频率的提高，基准频率精度的提高)的允许下，只需对源程序作很小的改动，就可以使数字频率计的精度提高几个数量级。

同时对于频率精度要求不高的场合，可以修改源程序，使之可以用较小的器件实现，从而降低系统的整体造价。

(二)国内外现状及发展趋势我国在这个领域的发展是极其迅速，现在的技术实际已是多年来见证。

课程设计课题：数字频率计指导老师：设计组员：时间：【课题名称】:数字频率计【课题名称任务及要求】：数字频率计用于测量正弦信号，矩形信号等波形的频率，其概念是单位时间里的脉冲个数，如果用一个定时时间T控制一个闸门电路，时间T内闸门打开，让被测信号通过而进入计数译码，可得到被测信号的频率fx=N/T,若T=1秒，则fx=N.设计要求：1.基本部分（1）被测信号的频率范围为1HZ-100KHZ，分成两个频段，即1HZ-999HZ,1-100KHZ.（2）具有自检功能，即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度。

（3）用3为数码管显示测量数据，测量误差小于10%。

2.发挥部分（1）用发光二极管表示单位，当绿灯亮时表示HZ，红灯亮时表示KHZ。

（2）具有超量程报警功能，在超出当前量程挡的测量范围时，发出红光和音响信号。

（3）测量误差小于5%。

（4）其它.【指导老师】：张龙滨老师【课题组成员】：陈仪发、刘甲海、袁其银（按姓氏笔画排序）【成员分工】：【课题计划】：【内容摘要】：本数字频率计主要应用2个EN555分别构成时钟电路，整形电路，7809稳压电源电路CD4017分频3片CD40110计数锁存译码，3个7断数码显示器。

【作品设计】：将电路分成十大模块，即整形电路，电源电路，时钟电路，10进制分频电路，闸门电路，控制电路，计数/锁存/译码电路，显示电路。

电路方框图如下：正弦波数字频率计原理框图一、单元电路的设计: （1）电源电路平使CD4017清零，Q1、Q2、Q3Q4端全变为低电平CD4017的输出端出现的瞬时高电平信号通过二极管D4加到CD40110（1-3）的清零端R使计数器及数显清零，以便从新计数当开关打到1S档时频率计的检测周期为4S 每检测一次计数累积时间为1S数据保持为2S清零后又保持约1S，当开关打到0.001S 档时由于检测周期很短所以数显一值显示被检测结果。

.当开关打至0。

1档，计数为999HZ时，再来一个脉冲，则A6的进位输出一个高电平送入报警电路从而实现起量程报警同时送入40110的清0端计数清0及数量清0当开关打至0.001s档时当计数至1..KHZ时，再来一个脉冲则A940110的a、b输入高电平A5、A2、A4、A1 打开，从而实现100KHZ超量程报警。