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调研报告频率合成技术是产生频率源的一种现代化手段，他已广泛应用于通信、导航、电子侦察、干扰与反干扰、遥控遥测及现代化仪器仪表中。
无线通信技术的快速发展，使得频率合成技术在通信中的作用日益显著。
以往的频率合成器都是用分立元件和小规模集成电路组装起来的，技术复杂，可靠性低、功耗大、体积大、成本高。
随着半导体工艺和集成电路技术的快速发展，出现了许多用于频率合成的大规模集成电路。
在这些大规模集成电路中，把频率合成器的主要部件如参考分频器、程序分频器、鉴相器、锁定指示器、甚至微处理器等集成在同一芯片上。
再配上参考振荡器、压控振荡器、环路滤波器及高速前置分频器，即可构成完整的频率合成器。
这使得频率合成器的成本、体积和功耗都大大下降，简化了设计和生产调试的复杂程度，而可靠性则明显提高。
大规模集成锁相环频率合成器电路的出现，为频率合成器的应用开辟了广阔的前景。
单片机其突出的特点是体积小，功耗低，精简指令集，抗干扰性好，可靠性高，有较强的模拟接口，代码保密性好。
在一些小型的应用中，51单片机更加灵活，外围电路更少，因而得到了广泛的应用。
简单的PLL由频率基准、相位检波器、电荷泵、环路滤波器和压控振荡器（VCO）组成。
基于PLL技术的频率合成器将增加两个分频器：一个用于降低基准频率，另一个则用于对VCO 进行分频。
而且，将相位检波器和电荷泵组合在一个功能块中也很容易，以便进行分析（见图1）。
简单的PLL上所增设的这些数字分频器电路实现了工作频率的轻松调节。
处理器将简单地把一个新的分频值“写入”到位于PLL中的寄存器中，更新VCO的工作频率，并由此改变无线设备的工作信道。
许多电子设备要正常工作，通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步，利用锁相环路就可以实现这个目的。
锁相环路是一种反馈控制电路，简称锁相环（PLL）。
锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。
因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。
目录第1章绪论 (2)1.1 摘要 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (2)第2章元器件选型 (3)2.1 主控制器选择 (3)2.2 计时方案选择 (3)2.3 显示方案选择 (3)2.4 扩展接口选择 (4)第3章系统硬件电路设计 (4)3.1 系统原理框图 (4)3.2 时钟电路和复位电路 (5)3.3 基本电路设计 (6)3.4 数码管显示电路设计 (6)3.5 频率发生电路设计 (8)3.6 电源电路设计 (8)第4章程序流程图与源程序 (9)4.1 程序流程图 (9)4.2 主程序 (10)第5章系统功能分析与说明 (13)5.1 频率计的概述 (13)5.2 频率计的工作原理 (13)5.3 设计思想 (13)5.4 软硬件调试 (13)5.5 系统功能分析 (14)第6章课程设计总结 (14)参考文献 (14)附录 (15)第 1 章绪论1.1 摘要本文设计了一种以单片机AT89C51为核心的数字频率计。
介绍了单片机、数字译码和显示单元的组成和工作原理。
测量时，将被测输入信号送给单片机，通过程序控制计数，结果送8279驱动数码管显示频率值。
频率计具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点。
适合测量低频信号。
系统简单可靠、操作简易，能基本满足一般情况下的需求。
既保证了测频精度，又使系统具有较好的实时性。
本频率计设计简洁，便于携带，扩展能力强，适用范围广。
【关键字】：频率计、单片机、LED显示1.2 本设计任务和主要内容一、设计题目设计一个频率计，数字显示格式：X X X X。
二、设计内容与要求1、通过定时器计数方式采集频率信号。
2、通过8279在4位数码管上显示频率大小。
三、设计目的1.通过亲身的设计应用电路，将所用的理论知识应用到实践中，增强实践动手能力，进而促进理论知识的强化。
2.通过频率计的设计系统掌握51单片机的应用。
掌握采集频率与数码显示软件编程及硬件设计的方法，掌握根据课题的要求，提出选择设计方案，查找所需元器，设计并搭建硬件电路，编程写入EPROM并进行调试等。
基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究【基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究】一、引言在现代科技日新月异的今天，单片机作为一种微型计算机，已经被广泛应用于各个领域。
其中，at89c51单片机以其稳定、可靠、易用的特点，成为了广大电子爱好者和专业技术人员的首选。
频率计作为一种常见的电子测量仪器，通过对信号的计数或者对波形的周期进行时间测量，能够准确测量信号的频率。
基于at89c51单片机的频率计设计方法成为了研究的焦点。
二、基本原理1. at89c51单片机简介at89c51单片机是一款典型的8位微控制器，具有4 KB 的内部Flash 可编程存储器。
它集成了许多功能模块，包括定时器、串行总线接口、模数转换器等，非常适合用于频率计的设计。
2. 频率计的基本原理频率计主要通过计数或者时间测量来确定信号的频率。
在基于at89c51单片机的设计中，一般采用定时器/计数器模块来实现频率的测量。
三、设计方法1. 信号输入在频率计的设计中，首先需要考虑的是信号的输入。
可以通过外部引脚的方式输入信号，也可以通过模拟输入口进行信号的输入。
2. 信号计数利用at89c51单片机的定时器/计数器模块，可以很方便地对输入的信号进行计数。
通过对计数值的读取和处理，可以得到信号的频率。
3. 显示输出设计一个合适的显示模块，将测得的频率值以数字或者图形的方式呈现给用户，从而实现频率的测量和显示。
四、关键技术1. 定时器/计数器模块的应用at89c51单片机的定时器/计数器模块是实现频率计的关键。
通过合理的配置和使用，可以实现对复杂信号的准确测量。
2. 中断技术的应用在频率计的设计中，中断技术可以帮助我们实时地对信号进行处理，提高系统的实时性和准确性。
3. 数字滤波技术对于输入的信号，往往存在噪声和干扰，因此需要借助数字滤波技术对信号进行处理，提高测量的精度和稳定性。
五、实际应用基于at89c51单片机的频率计设计方法已经在许多实际应用中得到了广泛的应用。
基于AT89C51的频率计设计第一章绪论；随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片；采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量；通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪；1.1频率计的概述；数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产；本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用；1.2频率计的主要性能；1.2.1.测试功能；它表明数字频率计所具备的全部测试第一章绪论随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测量仪器。
频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。
对石英晶体振荡器，各种信号发生器，各种倍频和分频电路输出信号的频率需要测量；广播，电视，电讯，微电子技术等现代化的科学领域，更需要进行频率测量。
采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量仪器，所以按测量原理来分，数字频率计可分为谐振式，比较式和计数式三类；按选用电路形式来分，它又可以分为模拟式和数字式两类。
通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪器，称为数字频率计，有时也称为通用计数器或电子计数器。
当前较多采用的是数字频率计。
计数式频率计是基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字计数技术发展起来的一类新型数字仪器。
与其他电子仪器一样，数字频率计也经历了电子管，晶体管和集成电路等几个阶段，其性能日臻完善，功能不断扩大，若配以适当的插件或传感器，还可以对多种电量和非电量进行测量。
1.1 频率计的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。
基于AT89C51单片机嵌入式频率计的设计嵌入式频率计是一种用于测量频率的仪器，通常由单片机、显示屏、电源和输入输出接口等组成。
本文将以AT89C51单片机为核心，设计一种基于AT89C51单片机的嵌入式频率计。
首先，我们需要了解AT89C51单片机的特点和基本原理。
AT89C51是一款高性能、低功耗的8位CMOS单片机，具有4KB的闪存和128字节的数据RAM。
该单片机采用经典的8051核心，具备强大的计时/计数功能，适合于频率计的设计。
其次，我们需要确定输入输出接口和显示屏的类型和规格。
对于频率计来说，常用的输入方式有脉冲输入和信号输入，输出方式一般为显示屏或串口输出。
根据实际需求选择适合的输入输出接口和显示屏类型。
接下来，我们需要编写程序来实现频率计的功能。
首先，通过配置单片机的IO口为输入或输出，将脉冲输入连接到IO口上。
利用单片机的计时/计数功能，统计脉冲的数目，并将其转换成频率值。
然后，将频率值显示在显示屏上，以便用户查看。
在编写程序时，需要考虑到时钟频率和计数器的精度。
可以通过设置单片机的时钟频率，提高计数的精度。
同时，还可以根据实际情况选择合适的计数器，以适应不同的频率范围。
此外，还可以增加一些附加功能，如保存测量结果、设置警报阈值等。
通过设置相应的变量和标志位，可以实现这些功能，并通过显示屏或串口输出进行反馈。
最后，我们需要进行硬件连接和软件开发。
将单片机与显示屏、输入输出接口等相连，进行适当的调试和测试。
在开发过程中，需要注意硬件和软件的一致性，并及时修正错误和缺陷。
总之，基于AT89C51单片机的嵌入式频率计是一种简单而实用的测量仪器。
通过合理的硬件设计和软件开发，可以实现准确、稳定的频率测量，并具备一定的附加功能。
这种频率计不仅适用于实验室、工厂和仪表等领域，还可以用于学习和教育等用途。
本科学生单片机课程设计报告题目基于单片机的频率计设计姓名学号201218033院（系）工程与设计学院专业、年级应用电子技术教育 2012级指导教师杨进宝课程设计成绩评定表实评总分指导教师签名引言在设计单片机和数字电路时经常需要测量脉冲个数、脉冲宽度、脉冲周期、脉冲频率等参数,虽然使用逻辑分析仪可以很好地测量这些参数,但其价格昂贵。
且实现测量的数字化、自动化、智能化已成为各类仪器仪表设计的方向,这里介绍一种用单片机控制的、全自动、数字显示的测量频率的方法。
频率计是我们在电子电路试验中经常会用到的测量仪器之一，它能将频率用数码管或液晶显示器直接显示出来，给测试带来很大的方便，使结果更加直接；且频率计还能对其它多种物理量进行测量，如机械振动的频率、声音的频率等，都可以先转变成电信号，然后用频率计来测量，研究频率计的设计与制作将会对我们的生活有很大意义。
现代的频率计多是用数码管显示的，其结果不明确，表示也不直接，研究液晶显示的频率计对频率计的发展很有意义。
数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。
如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率，转速，声音的频率以及产品的计件等等。
因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。
它的基本功能是测量正弦信号、方波信号、尖脉冲信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
它被广泛应用于航天、电子、测控等领域。
数字式频率计是基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字电路技术发展起来的一种新型的数字测量仪器。
由于数字电路的飞速发展，数字频率计的发展也很快。
在电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。
数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高了系统的可靠性和速度。
纵观现在的数字频率计，其基本原理都是相同的，频率是单位时间（1S）内信号发生周期变化的次数。
基于单片机的频率计设计摘要：本文所要介绍的是以单片机89C51为核心设计了一种频率计。
在本文的设计当中，所应用到的是单片机的数学运算以及控制的功能，是对测量量程自动切换的一种实现，不单单能够满足测量精度的要求，而且还能够满足系统反应时间的一个要求。
代写论文关键词：单片机89C51；频率计设计引言：在工业生产、仪器仪表行业及实验教学中，经常会遇到频率的测量，我们经常使用的及目前市场上所售的频率测量装置，大多数是采用小规模集成电路及分离元件组成。
在现代电子学的各个领域，要求频率计精度高且能够直接读出频率值。
频率计由AT89C51、信号予处理电路、串行通信电路以及测量数据的显示电路还有系统软件所构成的，在当中信号的予处理电路包含了待信号放大、波形变换、波形整形以及分频电路。
信号的予处理电路当中的放大器所实现的是对待测信号的一个放大的功能，能够降低对待测信号的幅度的一个要求，波形的变换和整形电路实现将正弦波样的一个正负交替的号波形转换成为能够被单片机所接受的一个信号，分频电路所用于扩展的单片机的频率测量范围并且通过实现单片机频率测量以及周期测量使用统一的一个输入的信号。
系统的软件柏阔有测量初始化的模块、显示的模块以及信号频率测量的模块等等。
一、相关处理方法以AT89C51单片机作为我们频率计的核心，通过它内部的一个定时计数器来进行对待测信号周期的一个测量。
在89C51当中有2个16位的定时器，它们都是通过编码来进行事先定时、计数以及产生计数溢出中断要求的这一功能。
在构成定时器到时候，每一个机器的周期加上一，然后这样就能够使得机器周期作为一个基准从而来测量出一个时间的间隔。
然而在构成计数器的时候，就应当在相应的外部引脚发生一个从一到零的一个跳变时计数器加一，这样计数的闸门就能够在门的控制之下用来测量待测信号的一个频率。
在外部输入每个及其周期进行采样一次，这样子就能够检测出从一到零的跳变至少要两个及其的周期，所以说最大的计数速率是时钟频率的二十四分之一。
AT89C51单片机频率计的设计摘要基于在电子领域内,频率是一种最基本的参数,并与其他许多电参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的关系。
由于频率信号抗干扰能力强、易于传输，可以获得较高的测量精度。
因此,频率的测量就显得尤为重要，测频方法的研究越来越受到重视。
频率计作为测量仪器的一种，常称为电子计数器，它的基本功能是测量信号的频率和周期频率计的应用范围很广,它不仅应用于一般的简单仪器测量,而且还广泛应用于教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等其它领域。
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子侧量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代侧量仪器。
频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。
目前,市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计,但价格不菲。
为适应实际工作的需要,本次设计给出了一种较小规模和单片机(AT89C51)相结合的频率计的设计方案,不但切实可行,而且体积小、设计简单、成本低、精度高、可测频带宽，大大降低了设计成本和实现复杂度。
频率计的硬件电路是用Ptotues绘图软件绘制而成，软件部分的单片机控制程序，是以KeilC做为开发工具用汇编语言编写而成，而频率计的实现则是选用Ptotues仿真软件来进行模拟和测试。
关键词：单片机；AT89C51；频率计；汇编语言选题的目的意义数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。
其基本原理就是用闸门计数的方式测量脉冲个数。
频率是单位时间（ 1s ）内信号发生周期变化的次数。
如果我们能在给定的 1s 时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。
数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。
制作名称：基于AT89C51的等精度宽范围频率计1、制作编号：0092、难度等级：★★★★★（适合第5、7学期制作）3、设计要求1）利用AT86S51设计一个等精度宽范围频率计。
2）用5位数码管显示测量结果。
3）系统采用7V-12V直流电源供电。
4）用开关控制电路的通断，电路接通时指示灯亮，反之熄灭。
4、使用说明1.把电源线接入电路右方J2端口（按电路所标极性正确连接），给电路提供合适的工作电压。
2.按下电源开关S2,此时电源指示灯亮，电路即可进行工作，使用时把测试线接入J1端口即可进行频率测量（测试线标有“※”的为信号测试线，测试线标有“－”的为地线）3.读数方法：测试结果的显示格式采用科学计数法，单位是（H Z）。
测量结果从左到右用5位数码管显示：前3位为测量结果的有效数字；第四位为指数的符号（其中“–︳”表示正；“–”表示负）；第5位为乘数（即0的个数）。
例如：显示结果是“888-︳2”也就是888×102Hz （88.8k Hz）,如果是“888-2”也就是888×10-2Hz（8.88H z）。
5、技术参数电源电压:D C 7V～12V使用环境温度:0℃～80℃测量频率范围:0.100H Z～9.99MH Z测量频率误差:±1％测量信号峰值范围:≥0.5V测量信号类型:正弦波、各种脉冲波6、电路原理图7、元器件明细表8、参考电路板图9、方框图产品电路元器件的插装与焊接需要注意元器件安装的先后顺序和每个元器件的方向，大概步骤如下：1）第一工序为跳线的装配焊接：对照图（1）把跳线插装到电路板对应的位置，并在电路板的焊接面将引脚扳弯，使引脚与电路板成45°～60°，以防跳线脱落，全部跳线4个插完后进行焊接，焊完后用斜口钳将多余引脚剪掉。
图（1）2）第二工序为电阻的焊接：将各电阻的阻值选择好，根据电路板上对应的两安装孔的距离弯曲电阻脚，并注意二极管极性不能插反。
基于AT89C51频率计的设计张亚丽（陕西理工学院电信工程系电子信息工程专业,2007级6班，陕西汉中 723000）指导教师：秦伟[摘要]本文设计了一种以单片机AT89C51为核心的数字频率计，介绍了单片机、数字译码和显示单元的组成及工作原理。
测量时，将被测输入信号送给单片机，通过程序控制计数，结果送译码器74LS138，驱动LED数码管显示频率值。
通过测量结果对比，分析了测量误差的来源，提出了减小误差应采取的措施。
频率计具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点，适合测量低频信号。
系统简单可靠、操作简易，能基本满足一般情况下的需要。
既保证了系统的测频精度，又使系统具有较好的实时性。
本频率计设计简洁，便于携带，扩展能力强，适用范围广。
[关键词]数字频率计，单片机，LED显示，Proteus仿真，Kell仿真目录引言1.数字频率计总体方案设计1.1 频率计工作原理 (1)1.2 设计思想 (1)1.3 方案论证及选择 (1)2. 整体电路设计2.1 系统硬件设计 (3)2.2 系统工作原理图 (4)2.3 器件选型2.3.1 AT89C51单片机及引脚功能 (4)2.3.2 译码电路 (6)2.3.3数据显示电路 (7)3. 软件设计3.1 实现一秒定时 (10)3.2 计数部分 (10)3.3 软件仿真3.3.1 Keil和Protues介绍和联调 (11)3.3.2 PROTUES 软件仿真过程 (11)3.3.3 误差分析 (11)致谢 (12)参考文献 (13)附录A 整体电路图 (14)附录B 源程序 (15)附录C 原器件清单 (16)引言随着科学技术的发展，尤其是单片机技术和半导体技术的高速发展，频率计的研究及应用越来越受到重视，这样对频率测量设备的要求也越来越高。
目前的微处理器芯片发展迅速，出现诸如DSP、FPJA等不同领域的应用芯片。
而单片机是一门发展极快，应用方式极其灵活的使用技术。
目录摘要 (1)第1章绪论 (2)第2章设计方案论证与比较 (3)2.1 基于集成电路的简易数字频率计设计 (3)2.2 基于AT89C51的频率计设计 (3)2.3 方案的可行性和优点 (4)第3章频率计电路的工作原理 (6)3.1 单元电路工作原理 (6)3.1.1 信号转换电路 (6)3.1.2 分频电路 (7)3.1.3 数据选择电路 (8)3.1.4 单片机硬件系统设计 (9)3.1.5 显示电路 (12)3.2 基于AT89C51的频率计总体硬件电路图 (13)第4章基于AT89C51频率计的软件设计 (15)第5章电路的仿真 (20)总结 (21)参考文献 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
摘要随着电子信息产业的不断发展，信号频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。
传统的频率计通常是使用很多的逻辑电路和时序电路来实现的，这种电路一般运行缓慢，而且测量频率的范围比较小。
考虑到上述问题，本电路设计一个基于单片机技术的数字频率计，可使测量频率范围大、运行速度快。
在线路实现上更加可靠。
本文从频率计的原理出发，首先把待测正弦信号经过整形；然后把信号送入单片机的定时计数器里进行计数，获得频率值；最后把测得的频率数值送入显示电路里进行显示。
利用单片机设计的数字频率计，选择了实现系统的各种电路元器件，并对硬件电路进行了仿真。
关键词单片机；数字频率计；测量第1章绪论在电子技术中，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。
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。
本设计采用的测频方法是直接测频。
随着电子信息产业的发展，信号作为其最基础的元素，其频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要，而且需要测频的范围也越来越宽。
传统的频率计通常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，而且测量范围低，精度低。
因此，随着对频率测量的要求的提高，传统的测频的方法在实际应用中已不能满足要求。
因此，我们需要寻找一种新的测频的方法。
随着单片机技术的发展和成熟，用单片机来做为一个电路系统的控制电路逐渐显示出其无与伦比的优越性。
因此本论文采用单片机来做为电路的控制系统，设计一个能测量高频率的数字频率计。
用单片机来做控制电路的数字频率计测量频率精度高，测量频率的范围得到很大的提高。
本论文的任务是设计一个基于单片机技术的数字频率计。
主要介绍了信号转换电路、分频处理电路、数据选择电路、单片机控制电路、显示电路的构成原理，以及其测频的基本方法。
进行了相应的软、硬件设计。
第2章设计方案论证与比较根据设计任务书要求，本课题是设计一个基于AT89C51单片机的频率计。
设计指标为，可测量输入信号为峰值+5v的正弦信号；频率测量范围10Hz~10KHz正弦信号；频率测量精度为0.1%；采用1602液晶显示器显示测量结果。
2.1 基于集成电路的简易数字频率计设计基于集成电路的简易数字频率计由信号衰减放大电路、信号整形电路、闸门电路、计数电路、译码显示电路、时基电路、控制电路等部分组成。
其整体结构框图如图2-1所示。
图2-1 简易数字频率计结构框图简易数字频率计的整体结构如图所示，测量频率共有三个档，当被测信号经整形后变成脉冲信号（矩形波或方波），送入闸门，等待时基信号的到来，时基信号由555定时器构成一个较稳定的多谐振荡器，经整形分频后，产生一个标准的时基信号作为闸门开通的基准时间。
当被测信号通过闸门，作为计数器的时钟信号，计数器即开始记录时钟的个数，从而达到了测量频率的要求。
2.2 基于AT89C51的频率计设计基于AT89C51的频率计由信号转换电路、分频处理电路、数据选择电路、单片机控制电路、显示电路组成，其整体结构框图如图2-2所示。
图2-2 基于AT89C51的频率计系统设计框图测量一个信号的频率有两种方法：第一种是计数法，用基准信号去测量被测信号的高电平持续的时间，然后转换成被测信号的频率。
第二种是计时法，计算在基准信号高电平期间通过的被测信号个数。
根据设计要求测量10Hz~10KHz的正弦信号，因为在单片机计数中只能对脉冲波进行计数，首先要将正弦信号通过过零比较转换成方波信号，然后变成测量方波信号的频率。
在本设计中采用的是计数法，当信号频率超过1KHz的时候测量精度将超出测量极度要求，所以当被测信号的频率高于1KHz的时候需要将被测信号进行分频处理直到达到设计的精度要求。
根据设计要求用单片机的内部定时器产生基准信号，由外部中断输入被测信号，通过定时方式计算被测信号的高电平持续时间。
通过单片机计算得出结果，最后由1602液晶显示器显示测量结果。
2.3 方案的可行性和优点基于集成电路的简易数字频率计，由555定时器、RC阻容件构成多谐振荡器作为时基电路，由于被测信号范围为10Hz~10KHz，所以将频率分为几档：多谐振荡器经二级10分频后，可提取应档位变化所需的时间1s、0.1s、0.01s。
在电路中引进电位器来调节震荡器产生的频率。
在闸门导通情况下，开始计数被测信号中有多少个上升沿，使用数码管显示输出。
基于AT89C51的频率计，基准频率由单片机内部的定时器产生，被测正弦信号经过过零比较器变为方波信号，经过分频处理后，通过数据选择电路将被测信号输入到单片机的P3.2口，通过定时方式计算被测信号的高电平持续时间，由单片机分析是否分频以及分频次数，并由P2.0口输出到液晶显示1602显示。
对比以上两种方案，前一方案由555构成的振荡器输出方波信号时，由于电路里使用的电容元件，随着温度的变化，输出信号的频率也会发生变化，而基于单片机的频率计中的基准频率由单片机内部T0产生基准信号，因此基准频率稳定。
前一方案采用数码管显示输出，基于单片机的频率计采用液晶显示输出，相比两种输出方式，液晶显示相对于数码管显示值更加清晰明确；同时基于单片机的频率计的整体硬件电路相对于基于集成电路的频率计的硬件电路简单。
综合对比之下确定基于单片机的频率计的作为本次设计的最终方案。
第3章频率计电路的工作原理3.1 单元电路工作原理硬件电路主要由信号转换电路、分频电路、数据选择电路、单片机硬件电路和显示电路五部分组成，现在对硬件电路各组成部分进行电路设计。
3.1.1 信号转换电路电路要求测量为峰值+5v的正弦信号，因为在单片机计数中只能对脉冲波进行计数，因此需要将正弦信号转换成方波信号，需要一信号转换电路，该电路主要由LM833N器件组成，具体电路如图3-1所示。
图3-1信号转换电路当反相端参考电压为零，则输入信号每次过零时，输出电压产生一次跳变，从一个电平变到另一个电平，这种比较器称为过零比较器，将正弦信号转换成方波信号用过零比较电路实现。
在图3-1的同相输入端输入正弦信号，由于在U1的正半周，U1>0，则U O=U OH；在U1的负半周，U1<0，则U O=U OL；因此输出波形为方波(这种高、低电平各占周期时间一半的矩形波称为方波），其输出幅度与电源电压和运放的最大输出电压有关，因此在正弦信号通过LM833N与零电平比较，电压大于零的时候输出LM833N的正电源+5v，电压小于零的时候输出负电源0v。
3.1.2 分频电路为了满足设计精度要求，当外部被测信号频率高于1KHz 时，由于受单片机基准频率1MHz 的限制，会使计数器的计数个数不精确，从而使得输出频率不精确。
为了避免这种情况的发生，通过外部电路进行分频处理，分频电路采用十进制的计数器74HC4017来分频。
74HC4017引脚图如图3-2所示。
CLK 14E 13MR15CO 12Q03Q12Q24Q37Q410Q51Q65Q76Q89Q911图3-2 74HC4017引脚图74HC4017的12脚CO ，作为进位输出端，每输入10个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。
13脚E 为控制端，低电平有效；14脚CLK 为时钟输入端，脉冲上升沿有效；15脚MR 为清零输入端，在“MR ”端加高电平或正脉冲时，74HC4017计数器中各计数单元输出低电平“0”，74HC4017有10个译码输出端Q0~Q9，它随时钟脉冲的输入而依次出现高电平。
由74HC4017构成的分频电路图如图3-3所示。
图3-3 分频电路由图知，74HC4017工作的时钟信号来自信号转换电路中过零比较器的输出，当被测正弦信号经信号转换电路脉冲个数达到10个时，74HC4017产生溢出，CO 端输出频率为输入频率的1/10，达到十分频的作用。
当输入信号的频率高于1KHz 时，就需要将分频处理后的输入信号输入到数据选择电路，由于题目要求测量的输入频率最高为10KHz ，用一个74HC4017即可以实现设计要求。
3.1.3 数据选择电路被测信号经过转换电路，一路输入到数据选择电器的数据输入端X0，另一路经过分频电路输入到数据选择器的数据输入端X1，由数据选择电路来选择由不同的输入信号输出到单片机的P3.2口，这里选用8选1数据选择器74LS151来实现数据选择，它的真值表如表3-1所示。
表3-1 74LS151真值表控制端地址输入输出E C B A Y Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 X X X0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1X0X1X2X3X4X5X6X71X0X1X2X3X4X5X6X774LS151作为数据选择器，它有3个地址输入端A、B、C，8个数据输入端X0~X7，两个互补的数据输出端Y和Y，还有一个控制输入端E。
从功能表可以看出，E低电平有效。
当E=1时，电路处于禁止状态，Y始终为0；当E=0时，电路处于工作状态，由地址输入端A、B、C的状态决定哪一路信号送到Y和Y输出。
根据设计要求可以用74LS151来选择分频次数。
其具体电路如图3-4所示。
图3-4数据选择电路将74LS151的E端接地，单片机P2.0、P2.1、P2.2口输入到74LS151的A、B、C三个地址输入端，在本设计中选择X0或X1中某一路被测信号输入，并由Y输入到单片机的外部中断P3.2口。
