2。2 设计思想源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766

本课题的频率计主要有以下几部分构成：单片机（型号 AT89C51） 、计数器（74HC393） 及 D 触发器（74HC08）。因为单片机（AT89C51）自身带有 16 位计数器，再加外扩的计 数器(如 74HC393)，这样就可以构成多位计数器，我们对待测信号和标准信号分别分开进 行计数。使得这两种信号处于同步条件下，假如标准信号的计数满足某个条件，那么就可 以对两个信号分别进行计数处理，从而实现对待测信号的测频。对定时器的计数我们参照标准信号的时间进行定时，因此测量精度相当高。

74HC393 计数器计数频率较高，远超出一般的计数频率。如果我们首先对待测信号进 行分频计数，接着再利用单片机对待测信号进行扩频操作，这样就相当于使用了乘法器， 使频率计的频率数量级范围更大。这样就可实现频率计测量范围的要求。下面我们阐述一 下 使用 AT89C51  及 74HC393  组成的计数器对外接待测信号计数的大致过程：

图 2。1 采集模块论文网

首先使 AT89C51 的 T0 端和对待测信号计数的计数器 74HC393 的最高计数位连接， 再到 AT89C51 的定时器 T0 端，这样我们就构成一个简单的多位计数器。将定时器设置为 16 位的计数方式，可构成 24 位的计数器，待测信号通过 D 触发器（正逻辑门）输入，到 计数器 74HC393 进行分频，接着到单片机进行处理计算，最终将待测信号的频率值通过 LCD1602 显示出来。

2。3 方案论证

众所周知测频的方案有好多种，我们对它按照工作原理做个分类，可以分为无源测量 法、比较法、示波器法和计数法等。数字频率计能够一下子计量 1s（单位时间）内它所测 信号的脉冲数量，进一步以数字形式呈现频率值。这种方法测量的速度相当的快、精度也 确实比较高。电子式计数器测频有两种方法：一种是间接的测频法，比如说周期测频法；

另一种是直接去测频率的方法，在一定时间内测量出被测信号的脉冲个数。根据以上简单论证，我构想出此次测量方案：选用 AT89C51 单片机作为处理器，脉冲信号由单片机产生。 我们选用单片机作为核心，进而使得整个设计具有极为灵活的可操作性和可编程性，因此 可以轻松地对系统进行功能上的进一步扩展与完善，硬件不能减小的误差，通过软件校准， 使得被测信号的精度更高，免去了复杂的外围电路，系统更加简洁稳定，使设计变得简介 易操作，达到所要求的标准。

2。4 待测信息收集

信号收集过程图如图 2。2：图 2。2 信号采集流程

当我们给系统通电后，如 2。4。1 图所示，系统各模块开始初始化，初始化完成后，将 待测信号通过 D 触发器 74HC08 输入，接着进入计数器，然后进行 A/D 转换，如果转换成 功，待测信号直接进入单片机被处理，算出频率，显示到显示器；如果 A/D 转换不成功， 则返回继续输入待测信号，重复以上流程，直至信号被采集成功，待测信号被测出对应的 数值。

3 硬件部分文献综述

3。1 设计总框图图 3。1 设计总框图

3。2 电源设计

整个系统的 核心器件工作电压均为 5V，因此系统电源选择使用直流 5 伏供电，确保 系统能够正常运作，保证系统最佳性能。

3。3 最小系统

单片机选用的型号为 AT89C51。如下图所示，对其基本性能做简单介绍