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51单片机数字频率计的代码标题: 用51单片机实现数字频率计功能的创作导言:数字频率计是一种常见的电子测量仪器，用于测量信号的频率。
本文将介绍如何使用51单片机实现数字频率计的功能，通过编写相关代码和接线，实现对信号频率的测量和显示。
一、引言数字频率计是一种电子测量仪器，用于测量信号的频率。
它通过将输入信号与计时器进行比较，并将计数结果转换为频率值。
在本项目中，我们将使用51单片机来实现这一功能。
二、硬件设计我们需要准备的硬件有：51单片机、晶体振荡器、LCD显示屏、按键开关和一些连接线。
首先，将晶体振荡器连接到单片机的相应引脚上，以提供系统时钟。
然后将LCD显示屏连接到单片机的I/O端口上，用于显示测量结果。
最后，连接按键开关到单片机的I/O端口上，用于启动和停止测量。
三、软件设计1. 初始化我们需要初始化单片机的计时器和LCD显示屏。
通过设置计时器的工作模式和计数方式，以及LCD的显示模式和位置，来确保测量和显示的准确性。
2. 信号测量接下来，我们需要编写代码来测量输入信号的频率。
通过将输入信号与计时器进行比较，并在每个计数周期结束时进行计数，来获取信号的周期时间。
然后，通过计算周期时间的倒数，即可得到信号的频率。
3. 结果显示将测量得到的频率值转换为字符形式，并通过LCD显示屏进行显示。
可以使用LCD库函数来实现字符显示的功能，通过将频率值转换为字符数组，并逐个显示在LCD屏幕上。
四、实验结果经过测试，我们成功实现了数字频率计的功能。
当输入信号稳定时，可以准确地测量并显示信号的频率。
通过按下按键开关，可以启动和停止频率测量。
结论:通过51单片机的编程和硬件设计，我们成功实现了数字频率计的功能。
该频率计可以准确地测量输入信号的频率，并通过LCD显示屏进行显示。
这个项目不仅加深了我们对单片机的理解，还提高了我们的编程能力。
希望这个项目能对读者有所帮助，激发对电子技术的兴趣和研究。
.1 前言随着电子技术的不断发展，各种电子产品也层出不穷，种类繁多。
但是每一种产品开发时都应该少不了对信号的检测，而检测信号的频率也是其中重要指标之一。
本设计设计的目的就是要设计出一种高效，高精度，价格便宜符合广大群众要求的数字频率计。
本设计主要由波形整形电路，单片机电路，量程指示及数字显示电路三大部分组成。
测量对象可以是方波，正弦波，三角波。
本设计以单片机位核心，单片机可以快速，精确地测出信号的频率，并且可以用直观的数字显示出来。
用单片机制作的数字频率计所需要的硬件要求比较简单，维修方便。
利用单片机的软件部分可以实现测量不同频率范围，本设计的测量范围为1HZ-10KHZ，10KHZ-100KHZ,100KHZ-1MHZ三个量程。
该电路还可以通过编程达到自动调节测量信号的量程，该电路软家调试简单，实用性高，价格低廉！本设计使用了美国ATMEL公司生产的AT89S51，AT89S51是低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。
它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中。
2 总体方案设计2.1方案比较方案一：本方案主要以单片机为核心，利用单片机的计数定时功能来实现频率的计数并且利用单片机的动态扫描法把测出的数据送到数字显示电路显示。
其原理框图如图2.1所示：图2.1 方案一原理框图方案二：本方案主要以数字器件为核心，主要分为时基电路，逻辑控制电路，放大整形电路，闸门电路，计数电路，锁存电路，译码显示电路七大部分。
其原理框图如图2.2所示：图2.2 方案二原理框图逻辑控制电路时基电路放大整形电路闸门电路计数器锁存器译码显示器信号放大电路信号整形单片机AT89S51 电路数字显示 电路2.2 方案论证方案一：本方案主要以单片机为核心，被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被送到波形整形电路整形，把被测的正弦波或者三角波整形为方波。
自动化与电子工程学院单片机课程设计报告课程名称：单片机原理与应用学院：自动化与电子工程院专业班级：学生姓名：完成时间：报告成绩：第100第2 1111第3 13.1单片机最小系统 (1)第4章软件设计 (3)4.1系统的软件流程图 (3)4.2程序清单 (3)第5章课程设计总结 (3)参考文献 (4)附录Ⅰ仿真截图 ................................ 错误！未定义书签。
附录Ⅱ程序清单 . (4)第1章数字频率计概述1.1数字频率计概述数字频率计又称为数字频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。
它的基本功能是测量方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用6个数码管显示6位十进制数。
测量范围从10Hz—5.5kHz，精度为1%，用单片机实现自动测量功能。
基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。
它以测量频率的方法对方波的频率进行自动的测量。
1.2数字频率计的基本原理数字频率计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（如图1.1所示）。
图1.1 频率测量原理频率的测量实际上就是在1s时间内对信号进行计数，计数值就是信号频率。
用单片机设计频率计通常采用的办法是使用单片机自带的计数器对输入脉冲进行计数；好处是设计出的频率计系统结构和程序编写简单，成本低廉，不需要外部计数器，直接利用所给的单片机最小系统就可以实现。
缺陷是受限于单片机计数的晶振频率，输入的时钟频率通常是单片机晶振频率的几分之一甚至是几十分之一，在本次设计使用的AT89C51单片机，由于检测一个由“1”到“0”的跳变需要两个机器周期，前一个机器周期测出“1”，后一个周期测出“0”。
基于51单片机的数字频率计一、实验内容1.1数字频率计概述数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。
它的基本功能是测量正弦信号，方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。
本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用四位LED数码管动态显示4位数。
测量范围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波。
用单片机实现自动测量功能。
1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算频率测量仪的设计思路主要是：设置单片机T1为计数器模式，对输入信号进行计数，T0设置为定时器模式，定时时间为1秒，则计数器所计数值即为被测信号频率。
1.3 基本设计原理基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。
它以在单位时间内对被测信号上升沿计数的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。
如果被测信号频率超过量程，则有警报灯闪烁。
所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。
若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为f=N/T。
1.4 频率计性能参数设计量程：0-10KHz波形：方波输入信号电压：5V二、数字频率计的硬件结构设计2.1 系统硬件的构成本频率计的数据采集系统主要元器件是单片机AT89C51，由它完成对待测信号频率的计数和结果显示等功能，外部还要有电源电路、复位电路、显示器，报警电路等器件，如下图所示：图一数字频率计功能模块2.2 AT89C51单片机引脚说明在本次设计中，采用89C51作为CPU处理器，充分利用其硬件资源，结合数码管，发光二极管，按键开关构成控制及显示模块。
在试验中选用P1.2,P1.3，P1.4端口分别控制数据和时钟信号的输入实现频率的动态显示。
基于单片机控制的数字频率计设计1. 简介在电子领域中，频率对于信号处理和电路设计至关重要。
频率计是一种测量电信号频率的仪器，它可以帮助工程师们更好地理解信号的特性，并在电路设计和调试中起到至关重要的作用。
在本文中，我将详细探讨基于单片机控制的数字频率计的设计原理和实现方法，希望能帮助读者全面理解这一主题。
2. 频率计原理频率计的原理在于对输入信号的周期进行测量，并通过适当的算法将其转换为频率。
基于单片机的数字频率计设计采用计数的方法来测量信号周期，然后利用计数的结果和时间基准来计算频率。
在这个过程中，单片机起到了关键的控制和计算作用，能够精准地对输入信号进行测量和处理。
3. 单片机选择在设计数字频率计时，单片机的选择至关重要。
一般情况下，我们会选择性能稳定、计算能力强、易于编程的单片机作为核心控制芯片。
常用的单片机包括STC系列、STM32系列和PIC系列等，它们都具有较好的性能和可靠性，适合用于数字频率计的设计和实现。
4. 系统设计数字频率计系统一般由信号输入、单片机控制、显示模块和电源模块等部分组成。
在系统设计中，信号输入模块用于接收待测信号，并将其转换为数字信号输入到单片机中；单片机控制模块负责对输入信号进行计数和处理，并输出结果到显示模块；显示模块一般采用数码管或液晶显示屏，用于显示测量的频率数值。
电源模块需要为整个系统提供稳定的工作电压，确保系统正常运行。
5. 算法设计在数字频率计的设计中，算法的设计对于测量结果的准确性和稳定性至关重要。
一般而言，常见的测频算法包括时间测量法、计数器法和分频计数法等。
这些算法都需要考虑精确的计数和时间基准，以确保测量结果的准确性。
在算法设计中还需要考虑到单片机的计算能力和存储空间，选择合适的算法和数据结构来降低系统的复杂度和成本。
6. 实现方法基于单片机的数字频率计的实现方法有多种，可以根据具体的需求和应用场景选择合适的硬件和软件方案。
在硬件设计方面，需要考虑信号输入电路、计数电路、显示电路和电源电路等部分；在软件设计方面，需要编写相应的程序代码，实现信号测量、数据处理和显示控制等功能。
单片机数字频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理，理解数字频率计的工作机制。
2. 使学生能够运用单片机编程实现数字频率计的功能，包括计时、计数和显示。
3. 让学生了解数字频率计在实际应用中的重要性，如信号处理、电子测量等领域。
技能目标：1. 培养学生运用单片机进行数字频率计设计和编程的能力。
2. 培养学生运用相关软件（如Keil、Proteus等）进行电路仿真和调试的能力。
3. 提高学生的动手实践能力，学会在实际操作中发现问题、解决问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术和单片机编程的兴趣，培养其创新精神和实践能力。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性。
3. 增强学生的团队协作意识，学会在项目合作中相互支持、共同进步。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，要求学生在掌握理论知识的基础上，进行实际操作和项目实践。
学生特点：学生具备一定的单片机基础知识，对编程和电路设计有一定了解，但实际操作能力有待提高。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，以项目为导向，培养学生的动手实践能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够独立完成单片机数字频率计的设计和编程任务，达到课程目标所要求的具体学习成果。
二、教学内容1. 理论知识：- 单片机原理和结构：介绍单片机的内部组成、工作原理及性能特点。
- 数字频率计原理：讲解频率的概念、测量原理及其在电子测量中的应用。
- 编程语言：回顾C语言基础知识，重点掌握单片机编程相关语法。
2. 实践操作：- 电路设计：学习使用Proteus软件设计数字频率计电路，包括单片机、计数器、显示模块等。
- 程序编写：运用Keil软件编写数字频率计程序，实现计数、计时和显示功能。
- 仿真调试：在Proteus环境下进行电路仿真，调试程序，确保其正常运行。
3. 教学大纲：- 第一周：回顾单片机原理和结构，学习数字频率计原理。
字号：大中小 1绪论频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。
传统的频率计通采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品不但体积较大，运行速度慢，而且测量低频信号时不宜直接使用。
频率信号抗干扰性强、易于传输 ,可以获得较高的测量精度。
同时 ,频率测量方法的优化也越来越受到重视.并采用 AT89C51 单片机和相关硬软件实现。
MCS—51系列单片机具有体积小，功能强，性能价格比较高等特点，因此被广泛应用于工业控制和智能化仪器，仪表等领域。
我们研制的频率计以89c51单片机为核心，具有性能优良，精度高，可靠性好等特点。
实现一个宽频域，高精度的频率计，一种有效的方法是：在高频段直接采用频率法，低频段采用测周法。
一般的数字频率计本身无计算能力因而难以使用测周发，而用89c51单片机构成的频率计却很容易做到这一点。
对高频段和低频段的划分，会直接影响测量精度及速度。
经分析我们将f=1MHz做为高频，采用直接测频法；将f=1Hz做为低频，采用测周期法。
为了提高测量精度，我们又对高低频再进行分段。
以89C51单片机为控制器件的频率测量方法，并用C语言进行设计，采用单片机智能控制，结合外围电子电路，得以高低频率的精度测量。
最终实现多功能数字频率计的设计方案，根据频率计的特点，可广泛应用于各种测试场所。
在基础理论和专业技术基础上，通过对数字频率计的设计，用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。
以精确迅速的特点测量信号频率，在本设计在实践理论上锻炼提高了自己的综合运用知识水平，为以后的开发及科研工作打下基础。
计数法是根据频率定义进行测量的一种方法 ,它是用电子计数器显示单位时间内通过被测信号的周期个数来实现频率的测量。
利用电子计数式测量频率具有精度高、测量范围宽、显示醒目直观、测量迅速 ,以及便于实现测量过程自动化等一系列优点 ,所以下面将重点介绍电子计数式测量频率的几种方法。
(1) 脉冲数定时测频法(M 法) : 此法是记录在确定时间 Tc内待测信号的脉冲个数Mx ,则待测频率为 :Fx= Mx/ Tc 显然,时间 Tc 为准确值,测量的精度主要取决于计数 Mx的误差。
单片机频率计原理单片机频率计是一种利用单片机进行频率测量的设备。
其原理是通过测量输入信号的周期或频率来计算频率值。
单片机频率计的原理可以简单分为两个主要步骤：信号捕获和频率计算。
首先，信号捕获阶段，单片机需要从外部接收输入信号。
通常情况下，输入信号会经过一个条件放大器，然后进入单片机的输入引脚。
为了确保精确度，输入信号通常需要经过一个低通滤波器，以去除高频噪声。
一旦输入信号进入单片机，接下来就是频率计算阶段。
单片机通过计算输入信号的周期或频率，得出频率值。
常见的计算方法有两种：使用计数器和使用定时器。
使用计数器的方法是通过使用单片机的计数器来测量输入信号的周期或频率。
计数器接收到输入信号后开始计数，直到计数值达到某个预设值或经过一个特定时间长度。
然后，计数器的值将被读取并转换为频率值。
由于计数器的位数有限，所以测量范围也是有限的。
使用定时器的方法是利用单片机的定时器来测量输入信号的周期或频率。
定时器会根据输入信号的上升沿或下降沿来开始和停止计时。
通过测量定时器的值，可以计算出输入信号的周期或频率。
相比于计数器方法，定时器方法相对更精确，也更适合测量高频信号。
无论是计数器方法还是定时器方法，最终都需要将计数器或定时器的值进行一系列的转换以得到最终的频率值。
转换方式可以通过公式计算，也可以通过查表的方式来获得。
在转换过程中，需要考虑到单片机的时钟频率和计数器或定时器的分辨率等因素，以确保测量结果的准确性。
此外，为了提高测量的稳定性和准确性，单片机频率计通常还会采用一些增强技术。
例如，可以使用外部参考时钟来优化计时精度。
还可以进行信号预处理，如去除噪声和滤波等，以提高测量信号的质量。
总结起来，单片机频率计通过测量输入信号的周期或频率来计算频率值。
其中，信号捕获阶段主要是对输入信号进行处理，而频率计算阶段则是通过计数器或定时器来测量信号的周期或频率，并将其转换为最终的频率值。
通过合理的设计和优化，单片机频率计可以实现准确、稳定和高精度的频率测量功能。
基于单片机简易数字频率计基于单片机的简易数字频率计概述：数字频率计是一种用于测量信号频率的仪器，它能够将输入的模拟信号转换为数字信号，并通过单片机进行处理和显示。
本文将介绍基于单片机的简易数字频率计的原理和实现方法。
一、原理介绍数字频率计的原理基于信号的频率与周期的倒数之间的关系。
当输入信号的频率较高时，直接测量周期较为困难，因此常采用测量信号的脉宽来间接推算频率。
本文所介绍的简易数字频率计就是基于这一原理。
二、硬件设计1. 信号输入：将待测信号接入单片机的GPIO口，通过外部电路对信号进行电平转换和滤波处理，确保输入信号稳定且符合单片机的输入电压范围。
2. 定时器：单片机内部的定时器用于测量输入信号的脉宽。
通过配置定时器的计数器和预分频器，可以实现不同精度的测量。
一般情况下，选择合适的计数器和预分频器，使得定时器的溢出周期与待测信号的周期相当，以提高测量的准确性。
3. 显示模块：通过数码管或LCD显示模块，将测量到的脉宽转换为频率值并进行显示。
可以根据需要选择合适的显示方式和显示精度。
三、软件设计1. IO口配置：在单片机的软件中，需要配置GPIO口的输入和输出模式，以及中断触发条件等。
通过配置正确的IO口，可以实现对信号输入和输出的控制。
2. 定时器配置：配置定时器的计数器和预分频器，并设置中断触发条件。
在定时器中断服务函数中，可以对计数器的值进行读取和处理。
3. 测量算法：在定时器中断服务函数中，可以根据测量到的脉宽值计算出信号的频率。
具体的计算方法有多种，例如可以通过测量多个周期的脉宽平均值来提高测量的准确性。
4. 显示控制：将计算得到的频率值转换为合适的显示格式，并通过显示模块进行显示。
可以根据需要选择合适的显示精度和显示方式。
四、实现方法基于以上原理和设计，可以通过以下步骤来实现简易数字频率计：1. 硬件连接：将待测信号接入单片机的GPIO口，并通过外部电路进行电平转换和滤波处理。
2. 软件编程：根据单片机的型号和开发环境，编写相应的软件程序。
单片机数字频率计频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。
传统的频率计通采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品不但体积较大，运行速度慢，而且测量低频信号时不宜直接使用。
频率信号抗干扰性强、易于传输,可以获得较高的测量精度。
同时,频率测量方法的优化也越来越受到重视.并采用AT89C51 单片机和相关硬软件实现。
MCS—51系列单片机具有体积小，功能强，性能价格比较高等特点，因此被广泛应用于工业控制和智能化仪器，仪表等领域。
我们研制的频率计以89c51单片机为核心，具有性能优良，精度高，可靠性好等特点。
实现一个宽频域，高精度的频率计，一种有效的方法是：在高频段直接采用频率法，低频段采用测周法。
一般的数字频率计本身无计算能力因而难以使用测周发，而用89c51单片机构成的频率计却很容易做到这一点。
对高频段和低频段的划分，会直接影响测量精度及速度。
经分析我们将f=1MHz做为高频，采用直接测频法；将f=1Hz做为低频，采用测周期法。
为了提高测量精度，我们又对高低频再进行分段。
以89C51单片机为控制器件的频率测量方法，并用C语言进行设计，采用单片机智能控制，结合外围电子电路，得以高低频率的精度测量。
最终实现多功能数字频率计的设计方案，根据频率计的特点，可广泛应用于各种测试场所。
在基础理论和专业技术基础上，通过对数字频率计的设计，用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。
以精确迅速的特点测量信号频率，在本设计在实践理论上锻炼提高了自己的综合运用知识水平，为以后的开发及科研工作打下基础。
2方案设计与初步论证：2.1. 频率测量方法概述表1 频率测量方法直读法又称无源网络频率特性测量法;比较法是将被测频率信号与已知频率信号相比较,通过观、听比较结果,获得被测信号的频率;电容充放电式计数法是利用电子电路控制电容器充放电的次数,再用电磁式仪表测量充放电电流的大小,从而测出被测信号的频率值;电子计数法是根据频率定义进行测量的一种方法,它是用电子计数器显示单位时间内通过被测信号的周期个数来实现频率的测量。
利用电子计数式测量频率具有精度高、测量范围宽、显示醒目直观、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等一系列优点,所以下面将重点介绍电子计数式测量频率的几种方法。
(1) 脉冲数定时测频法(M 法) : 此法是记录在确定时间Tc内待测信号的脉冲个数Mx ,则待测频率为:Fx= Mx/ Tc显然,时间Tc 为准确值,测量的精度主要取决于计数Mx的误差。
其特点在于:测量方法简单;测量精度与待测信号频率和门控时间有关,当待测信号频率较低时,误差较大。
⑵脉冲周期测频法(T法) : 此法是在待测信号的一个周期Tx内,记录标准频率信号变化次数Mo。
这种方法测出的频率是:Fx = Mo/ Tx此法的特点是低频检测时精度高,但当高频检测时误差较大。
⑶脉冲数倍频测频法(AM法) : 此法是为克服M 法在低频测量时精度不高的缺陷发展起来的。
通过A倍频,把待测信号频率放大A 倍,以提高测量精度。
其待测频率为:Fx= Mx/ ATo其特点是待测信号脉冲间隔减小,间隔误差降低;精度比M法高A倍,但控制电路较复杂。
⑷脉冲数分频测频法(AT法) : 此法是为了提高T法高频测量时的精度形成的。
由于T法测量时要求待测信号的周期不能太短,所以可通过A分频使待测信号的周期扩大A倍,所测频率为:Fx = AMo/ Tx其特点是高频测量精度比T法高A倍;但控制电路也较复杂。
⑸脉冲平均周期测频法(M/ T法) : 此法是在闸门时间Tc内,同时用两个计数器分别记录待测信号的脉冲数Mx 和标准信号的脉冲数Mo 。
若标准信号的频率为Fo ,则待测信号频率为:Fx = FoMx/ MoM/ T 法在测高频时精度较高;但在测低频时精度较低。
⑹多周期同步测频法: 是由闸门时间Tc与同步门控时间Td共同控制计数器计数的一种测量方法,待测信号频率与M/ T法相同。
此法的优点是,闸门时间与被测信号同步,消除了对被测信号计数产生的±1个字误差,测量精度大大提高,且测量精度与待测信号的频率无关,达到了在整个测量频段等精度测量。
3 确定实验方案3．1可用实验方案介绍3.1.1方案1采用频率计模块(如ICM7216)构成,原理框图如图3.2 所示。
特点是结构简单,量程可以自动切换。
ICM7216内部带有放大整形电路,可以直接输入模拟信号。
外部振荡部分选用一块高精度晶振体和两个低温系数电容构成10MHz并联振荡电路。
用转换开关选择10ms ,0. 1s ,1s ,10s 四种闸门时间,同时量程自动切换。
缓冲电路是为了让频率计采用记忆方式,即计数过程中不显示数据,待计数过程结束后,显示测频结束,并将此显示结果保持到下一次计数结果,显示时间不小于1s ,小数点位置随量程自动移动。
芯片驱动电路输出15mA — 35mA 的峰值电流,所以在5V电源下可直接点亮LED。
图3.2 ICM7216测频电路原理框图3.1.2方案2：系统采用可编程逻辑器件(PLD，如ATV 2500)作为信号处理及系统控制核心，完成包括计数、门控、显示等一系列工作。
该方案利用了PLD的可编程和大规模集成的特点，使电路大为简化，但此题使用PLD则不能充分发挥其特点及优势，并且测量精度不够高，导致系统性能价格比降低、系统功能扩展受到限制。
原理框图如图B—1—2所示3．1．3方案3:系统采用MCS——51系列单片机8032作为控制核心，门控信号由8032内部的计数定时器产生，单位为1 µs。
由于单片机的计数频率上限较低(12MhZ晶振时约500khz)，所以需对高频被测信号进行硬件欲分频处理，8032则完成运算、控制及显示功能。
由于使用了单片机，使整个系统具有极为灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能扩展与改进。
原理框图如B—1—3所示。
3.2 方案比较及确定以上方案均需使用小信号放大、整形通道电路来提高系统的测量精度和灵敏度。
方案比较及选用依据：显然方案二要比方案一简洁、新颖，但从系统设计的指标要求上看，要实现频率的测量范围0．1Hz-10MHz。
以频率下限0.1Hz 比来说，要达到误差〈0．01％的目的，必须显示5位的有效数字，而使用直接测频的方法，要达到达个测量精度，需要主门连续开启1000S，由此可见，直接测频方法对低频测量是不现实的，而采用带有运算器的单片机则可以很容易地解决这个问题，实现课题要求。
也就是采用先测信号的周期，然后再通过单片机求周期的倒数的方法，从而得到我们所需要的低频信号的测量精度。
另外由于使用了功能较强的8032芯片，使本系统可以通过对软件改进而扩展功能，提高测量精度。
因此我们选择采用方案三作为具体实施的方案。
3.3 频率测量模块对数字频率计电路各模块的实现有以下几种不同设计方案：对频率测量模块有以下四种实现方法：（1）直接测频法直接测频法是把被测频率信号经脉冲形成电路后加到闸门的一个输入端，只有在闸门开通时间T（以秒计）内，被计数的脉冲被送到十进制计数器进行计数。
设计数器的值为N，由频率定义式可以计算得到被测信号频率为f=N/T (3.9)经分析，本测量在低频段的相对测量误差较大。
增大T可以提高测量精度，但在低频段仍不能满足该题发挥部分的要求。
（2）组合法直接测量周期法在低频段精度高。
组合测频法是指在低频时采用直接测量周期法测信号周期，然后换算成频率。
这种方法可以在一定程度上弥补方法（1）的不足，但是难以确定最佳分测点，且电路实现较复杂。
（3）倍频法直接测频法在高频段有着很高的精度。
可以把频率测量范围分成多个频段，使用倍频技术，根据频段设置倍频系数将经整形的低频信号进行倍频后再进行测量，高频段则进行直接测量。
（4）高精度恒误差测频法通过对传统的测量方法的与研究，结合高精度恒误差测量原理，我们设计里一种测量精度与被测频率无关的硬件测频电路。
本方法立足于快速的宽位数高精度浮点数字运算。
图3.4 预置门控信号图如图3.4所示，预置门控信号是一个宽度为Tpr的脉冲，CNT1，CNT2是两个可控计数器，标准频率信号从CNT1的时钟输入端CLK 输入，其频率为Fs；经整形后的被测信号从CNT2的时钟输入端CLK 输入，其频率为Fxe，测得Fx。
当预置门控信号为高电平时，经整形后的被测信号的上升沿通过D触发器的Q端同时启动计数器CNT1，CNT2。
CNT1，CNT2分别对整形后的被测信号（频率为Fx)和标准频率信号（频率为Fs)同时计数；预置门信号为低电平时，经整形后的被测信号的一个上升沿将使这两个计数器同时关闭。
设在一次预置时间Tpr中对被测信号计数值Nx,对标准频率信号的计数值Ns，则下式成立F x/Nx=Fs/Ns推得Fx=（Fs/Ns）·Nx相对误差公式δ=±（2/Nδ+Fδ/Fδ）从误差分析中可以看出，其测量精度为Ns和标准频率精确度有关，而与被测频率无关。
显然Ns决定于预置门时间和标准频率信号的频率，其关系式如下：Ns=Tpr·Fs如果采用频率为60 MHz的晶体振荡器，则有|δ|≤1/Νs若顶置门时间Tpr＝o．1s，则Ns=0.1×60000000=6000000, |δ|≤1.6×10¯6可见，在整个测量范围内，精度比赛题发挥部分的要求高一个数量级，若采用更高频串的晶体振荡器或适当延长顶置门时间，精度则会更高。
以上四种方法中，倍频法虽然在理论上可以达到很高的精度，但在低频段，就目前常规的锁相器件而言，锁相电路工作性能不理想，频率小于looHz时甚至不能工作.前三种方法本质上都是立足于频率基本定义，没有摆脱传统的测量方法的局限。
从下文的详细论述中可以看出，用方法(4)可以用单片机程序方便地完成宽位浮点数的数学运算，实现高精度测量。
基于上述论证及第二部分中详细的理论分析，我们拟选择方法(4)。
3.4 周期测量模块(1)直接周期测量法用被测信号经放大整形后形成的方波信号直接控制计数门控电路，使主门开放时间等于信号周期Tx,时标为Ts的脉冲在主门开放时间进入计数器。
设T为被测周期，Ts为时标，在Ts期间计数值为N，可以根据以下公式来算得被测信号周期：Tx=NTs (3.15)经误差分析表明，被测信号频率越高，测量误差越大。
采用对多个周期进行计数取平均值的方法虽可提高精皮，但如果要达到赛题要求，测量频率为0．1Hz信号时，每测一次至少要等待1000s，显然是不可取的。
(2)高料度恒误差周期测量方法本方法在测量电路和测量精度上与高精度恒误差频率测量完全相同，只是在进行计算时公式不同，用周期T代换高精度恒误差频率测量公式中的频率因数即可.计算公式为Tx=(Ts·Ns)/Nx (3.16)式中，Tx为被测信号周期的测量值，Ns,Nx分别与(1—2)式中的Ns,Nx含义相同。
