(毕业论文 页数:19 字数:5394) 摘要:随着电子技术的发展，对电信号的测量精度要求越来越高，大部分频率计均采用普通门电路或可编程逻辑器件PLD作为信号处理系统的控制核心，存在结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端。本文采用单片机技术结合外围电路设计的“多功能数字频率计”可较好的解决这个问题。
该频率计的特点是：(1)使用单片机智能控制，无须换档就可对20 HZ～100MHZ信号进行测量，其显示结果可自动转换单位；(2)可测量电信号的周期、频率、脉宽、占空比，测量精度高(误差小于0．001％)。可广泛应用于电子实验室、电子企业及科研场所。
关键词： 频率计数器，单片机，信号处理，AT89C51

Absteact
With the development of electronic technique and the higher expectation about precise measure of e-signal, the majority of cymometers, that are adopting common gate circuit or programmable logical apparatus PLD as the control core of signal transacting system, faces many abuses such as over complicated configuration, unstable and lack of precision. The problems can be sort out by the SCM and ‘multiple function digital cymometer’ which is designed with periphery circuit.
Characteristics of the cymometer:
1．Adopting SCM intelligent control is able to measure the signal from 20HZ to 100MHZ without switching
2．Being able to measure the period, frequency, the breadth of pulse, the percent of vacancy in a precise manner (error less than 0.001%). It can be extensively used in electronic laboratory, electronic enterprises and scientific research institute.
Key words: Cymometer, SCM, Signal Transact, AT89C51

目录
摘要 2
Absteact 3
频率计数器的设计及应用 4
1 概述 4
2 技术背景及发展趋势 4
3 基础知识简介 5
4 工作原理及设计方案 7
4.1 原理方框图 7
4.2 器件介绍 7
4.3 工作原理 11
4.4 工作时序分析 12
4.5 误差分析 13
4.6 软件流程图 13
5 小结 16
6 致谢 17
7 参考文献 17

1 概述
电子计数器是一种基础测量仪器，到目前为止已有30多年的发展史。早期，设计师们追求的目标主要是扩展测量范围，再加上提高测量精度、稳定度等，这些也是人们衡量电子计算器的技术水平，决定电子计数器价格高低的主要依据。目前这些基本技术日臻完善，成熟。应用现代技术可以轻松地将电子计数器的测频上限扩展到微波频段。
2 技术背景及发展趋势
当今，单片微型计算机技术迅速发展，由单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域，单片机技术产品和设备促进了生产技术水平的提高。企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术并能开发、应用和维护管理这些智能化产品的高级工程技术人才。
单片机以体积小、功能强、可靠性高、性能价格比高等特点，已成为实现工业生产技术进步和开发机电一体化和智能化测控产品的重要手段。
由于微电子技术和计算机技术的发展，数字频率计都在不断地进步着，灵敏度不断提高，频率范围不断扩大，功能不断地增加。同时随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。对于低档产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性高，价格低。而对于中高档产品， 则要求有高分辨率，高精度，高稳定度，高测量速率；除通常计数器所具有的功能外，还要有数据处理功能，统计分析功能，时域分析功能等等，或者包含电压测量等其他功能。这些要求有的已经实现或者部分实现，但要真正完美的实现这些目标，对于生产厂家来说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了。
3 基础知识简介
电子计数器是一种多功能的电子测量仪器。它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。通常电子计数器按照它的功能可分为以下三类：
1) 通用计数器。通常指多功能计数器。它可以用于测量频率、频率比、周期、时间间隔和累加计数等，如配以适当的插件还可以测量相位、电压等电量。
2) 频率计数器。其功能为测频和计数。测频范围很宽，在高频和微波范围内的计数器均属于此类。
3) 计算计数器。带有微处理器、具有计算功能。它除具有计数器功能外，还能进行数学运算、求解比较复杂的方程式，能依靠程控进行测量、计算和显示等全部工作。
单片机是将CPU、存储器、输入/输出接口、定时/计数器等集成在一块芯片上，是目前销量最大、应用面最广、价格最便宜的微型计算机。
单片机的发展速度异常迅猛，下面我们将单片机的发展历史划分为四个阶段
 第一阶段（1976~1978年）：低性能单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM和ROM等。主要用于工业领域。
 第二阶段（1978~1982年）：高性能单片机阶段，这一类单片机带有串行I/O口，8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和发展。
 第三阶段（1982~1990年）：16位单片机阶段。16位单片机除CPU为16位外，片内RAM和ROM容量进一步增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。例如Intel公司的MCS-96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8级，片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。
 第四阶段（1990年~）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。