公式(1)中N指周期性变化的次数，T指时间间隔。频率计数器严格按照f=N/T公式进行测频。由于数字测量的离散型,被测频率在计数器中所记进的脉冲数可有正一个或负一个脉冲的+1量化误差，在不计其他误差影响的情况下，测量精度Ó(fA)将为：

Ó(fA)=1/N                                                  (2)

 公式(2)中N指周期性的重复变化次数。由此可知，测量频率时所产生的误差是由T和N两个参数所决定的， N越大时，精度越高； T越稳定时，精度也越高。为了增大N，可在输入端将被测信号倍频，另外也可以增加T来满足，为了增加T的稳定性，只需提高分频电路的可靠性和晶体震荡的稳定度就能达到。

由上述可知，在频率测量时，被测信号的频率越高，测量误差越小。   

2。3 频率计设计总体思路

频率计的应用非常广泛，它的原理就是测量单位时间内信号脉冲的个数。本文介绍了一种基于单片机STC89C52的频率计的设计方法，所制作的频率计测量较低频率时采用单片机直接计数，测量比较高的频率时采用外部分频。该频率计能实现1HZ-1MHZ的测量范围，并用LCD1602液晶显示器显示测量结果，该设备通过信号预处理电路，将各种输入信号进行处理，使信号变成高低电平形式的矩形波信号，通过分频模块，再与单片机进行接口，再通过单片机的中断和计数各种程序进行运算，最后显示出计算结果，得到输入信号的频率值。

本次设计包含硬件设计与软件设计两部分。其中硬件设计包括以下五大模块 ：放大模块、整形模块、分频模块、单片机控制模块及显示模块。其中频率计各硬件模块的作用如下：

(1)放大模块：放大待测信号，降低对待测信号幅度的要求。

(2)整形电路：将一些非方波的待测信号转化为方波信号，便于测量。

(3)分频模块：单片机外部计数，使用12MHZ的时钟时，最大计数速率为500KHZ，因为本次设计要求测量的最高频率是1MHZ，所以测量500KHZ以上的频率需要进行外部分频。分频电路用来扩展单片机的频率测量范围，并实现单片机频率测量使用统一信号，降低了系统的测频误差，使单片机测频更易于实现[2]。

(4)单片机控制模块：以STC89C52单片机为控制核心，完成分频的控制以及待测信号的计数和显示。STC89C52单片机内部有2个16位定时/计数器，利用单片机内部的定时/计数器可以完成待测信号的周期、频率的测量。另外，还可以由编程来实现定时/计数和产生计数溢出时中断要求的功能[3]。

(5)显示模块：显示电路采用LCD液晶显示器显示，使测量结果更直观的显示出来。

综上所述，频率计的硬件总体设计框图如图2。1所示。

图2-1 系统硬件结构框图

3．硬件设计

3。1 信号放大模块

由于三极管放大电路所需要原件较为简单容易购置，而且电路较为成熟，三极管的价格也十分低廉，而且三极管电路性能优越，是作为一个低成本的放大电路的不二之选，所以本设计中选用三极管为放大电路中使用。

图3-1三极管放大电路

由于单片机只能读取数字信号，当输入的信号比较小的时候单片机不能直接读取，因此这里使用了一级三极管放大电路对输入的信号进行放大，其中电路中的R4和R5给三极管的基极提供和合适偏置。基极电压Vb可以由以下公式求得。文献综述

                                 Vb=(VCC∗R5)/(R4+R5)≈1。25 (V)                                           (3)