等精度频率计的设计

 摘 要

频率的测量方法有很多种，其测量精度、测量范围和测量方式各不相同。在这里将其分为传统测频法和等精度测频法。该课题主要介绍了应用单片机以等精度方法实现频率测量。

本文对于传统的测频方法中存在的精度低的问题进行了分析，在对等精度测量原理和测量误差进行介绍和分析的基础上，介绍了基于单片机AT89C51，利用其定时/计数功能设计的等精度频率计的系统构成和工作原理、系统的硬件和软件设计、测量公式及误差分析。其硬件电路主要以单片机为核心，外围电路主要有分频、同步门控、显示电路等构成；软件部分完成控制、运算、处理等。

采用等精度原理设计的频率计，克服了常规测频方法的±1误差，具有测量范围宽，精度高的特点，本文重点讨论了其具体实现方法。

关键词：频率测量，单片机AT89C51，同步门控，等精度，误差分析

ABSTRACT

....

KEY WORDS: frequency measurement,microcontroller AT89C51,synchronous gating,such as precision,error anailsis

目   录

第一章  绪 论 1

1.1 引言 1

1.1.1  频率测量概述 1

1.1.2  频率计概述 1

1.2  本文工作 2

第二章   等精度频率计选择方案设计 3

2.1  等精度测频法（多周期同步测频法） 3

2.1.1  等精度测量基本原理 3

2.1.2   等精度测量误差分析 4

2.2  采用等精度原理设计频率计的原因 5

2.2.1  传统测频方法的原理及其误差分析 5

2.2.2  直接测频法的测量原理及误差分析 6

2.2.3   测周期法的测量原理及误差分析 7

2.2.4  等精度频率计的优点 8

2.3  等精度频率计选择方案设计 8

2.3.1  等精度频率计设计方案论证与选择 8

2.3.2  等精度频率计的设计 11

第三章   等精度频率计的硬件设计 12

3.1  引言 13

3.2  基准信号发生电路 13

3.3  信号预处理电路 13

3.4  分频电路 13

3.5  同步门控制电路 14

3.6  复位电路 15

3.7  显示电路 16

3.8  单片机工作电路 16

3.8.1 单片机简介 16

3.8.2单片机AT89C51简介 18

3.8.3 单片机工作电路 24

3.9   硬件电路图及工作原理 26

3.9.1 硬件连接电路图 26

3.9.2 工作原理 26

第四章   等精度频率计的软件设计 30

4.1  流程图部分 30

4.2   程序部分 33

第五章   测量公式及误差分析 39

5.1  等精度频率计测频公式 39

5.2 误差分析 40

结  论 42

致  谢 43

参 考 书 目 44