等精度频率计的设计
一 摘要:
本设计是基于 MCS-51 单片机的等精度频率计。输入信号为峰峰值 5v 的正
弦信号,频率测量范围 10HZ~100MHZ ,频率测量精度为 0.1%。采用 1602 液
晶显示器显示测量结果。信号源由 PROTEUS 的虚拟信号发生器产生。
二 关键词: 频率计 等精度 单片机 分频
三 设计原理与总体方案:
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~100MHZ 的正弦信号,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。如果用第一种方法,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。如果被测信号频率很高需要将
被测信号进行多次分频直到达到设计的精度要求。
根据设计要求用单片机的内部 T0 产生基准信号,由 INTO 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
后有 1062 液晶显示器显示测量结果。等精度频率计的系统设计框架如下图 1 所
示 。
AT89C51
液晶显示
被 测 信
号
信 号 转
换 ( 过
零 比
较)
分 频 处
理
数 据 选
择器