|
頻率測(cè)量在科技研究和實(shí)際應(yīng)用中的作用日益重要。傳統(tǒng)的頻率計(jì)通采用組合電路和時(shí)序電路等大量的硬件電路構(gòu)成，產(chǎn)品不但體積較大，運(yùn)行速度慢，而且測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)不宜直接使用。頻率信號(hào)抗干擾性強(qiáng)、易于傳輸 ,可以獲得較高的測(cè)量精度。同時(shí) ,頻率測(cè)量方法的優(yōu)化也越來越受到重視.并采用 AT89C51 單片機(jī)和相關(guān)硬軟件實(shí)現(xiàn)。 MCS—51系列單片機(jī)具有體積小，功能強(qiáng)，性能價(jià)格比較高等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和智能化儀器，儀表等領(lǐng)域。我們研制的頻率計(jì)以89c51單片機(jī)為核心，具有性能優(yōu)良，精度高，可靠性好等特點(diǎn)。 實(shí)現(xiàn)一個(gè)寬頻域，高精度的頻率計(jì)，一種有效的方法是：在高頻段直接采用頻率法，低頻段采用測(cè)周法。一般的數(shù)字頻率計(jì)本身無計(jì)算能力因而難以使用測(cè)周發(fā)，而用89c51單片機(jī)構(gòu)成的頻率計(jì)卻很容易做到這一點(diǎn)。對(duì)高頻段和低頻段的劃分，會(huì)直接影響測(cè)量精度及速度。經(jīng)分析我們將f=1MHz做為高頻，采用直接測(cè)頻法；將f=1Hz做為低頻，采用測(cè)周期法。為了提高測(cè)量精度，我們又對(duì)高低頻再進(jìn)行分段。 以89C51單片機(jī)為控制器件的頻率測(cè)量方法，并用C語言進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用單片機(jī)智能控制，結(jié)合外圍電子電路，得以高低頻率的精度測(cè)量。最終實(shí)現(xiàn)多功能數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)頻率計(jì)的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種測(cè)試場(chǎng)所。 在基礎(chǔ)理論和專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)上，通過對(duì)數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)，用十進(jìn)制數(shù)字來顯示被測(cè)信號(hào)頻率的測(cè)量裝置。以精確迅速的特點(diǎn)測(cè)量信號(hào)頻率，在本設(shè)計(jì)在實(shí)踐理論上鍛煉提高了自己的綜合運(yùn)用知識(shí)水平，為以后的開發(fā)及科研工作打下基礎(chǔ)。 2方案設(shè)計(jì)與初步論證： 2.1. 頻率測(cè)量方法概述 頻率測(cè)量方法 | 模擬法 | 數(shù)字法 | 直讀法 | 比較法 | 電容充放電式 | 電子計(jì)數(shù)式 | 電橋法 | 諧振法 | 差頻法 | 示波法 | 拍頻法 | | 李沙育圖形法 | 測(cè)周期法 | | | | | | | | | |
表1 頻率測(cè)量方法 直讀法又稱無源網(wǎng)絡(luò)頻率特性測(cè)量法;比較法是將被測(cè)頻率信號(hào)與已知頻率信號(hào)相比較 ,通過觀、聽比較結(jié)果 ,獲得被測(cè)信號(hào)的頻率;電容充放電式計(jì)數(shù)法是利用電子電路控制電容器充放電的次數(shù) ,再用電磁式儀表測(cè)量充放電電流的大小 ,從而測(cè)出被測(cè)信號(hào)的頻率值;電子計(jì)數(shù)法是根據(jù)頻率定義進(jìn)行測(cè)量的一種方法 ,它是用電子計(jì)數(shù)器顯示單位時(shí)間內(nèi)通過被測(cè)信號(hào)的周期個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。 利用電子計(jì)數(shù)式測(cè)量頻率具有精度高、測(cè)量范圍寬、顯示醒目直觀、測(cè)量迅速 ,以及便于實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn) ,所以下面將重點(diǎn)介紹電子計(jì)數(shù)式測(cè)量頻率的幾種方法。 (1) 脈沖數(shù)定時(shí)測(cè)頻法(M 法) : 此法是記錄在確定時(shí)間 Tc內(nèi)待測(cè)信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù) Mx ,則待測(cè)頻率為 : Fx= Mx/ Tc 顯然,時(shí)間 Tc 為準(zhǔn)確值,測(cè)量的精度主要取決于計(jì)數(shù) Mx的誤差。其特點(diǎn)在于:測(cè)量方法簡(jiǎn)單;測(cè)量精度與待測(cè)信號(hào)頻率和門控時(shí)間有關(guān) ,當(dāng)待測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí) ,誤差較大。 ⑵脈沖周期測(cè)頻法(T法) : 此法是在待測(cè)信號(hào)的一個(gè)周期 Tx內(nèi),記錄標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)變化次數(shù) Mo。這種方 法測(cè)出的頻率是: Fx = Mo/ Tx 此法的特點(diǎn)是低頻檢測(cè)時(shí)精度高 ,但當(dāng)高頻檢測(cè)時(shí)誤差較大。 ⑶脈沖數(shù)倍頻測(cè)頻法(AM法) : 此法是為克服 M 法在低頻測(cè)量時(shí)精度不高的缺陷發(fā)展起來的。通過 A倍頻,把待測(cè)信號(hào)頻率放大 A 倍,以提高測(cè)量精度。其待測(cè)頻率為: Fx= Mx/ ATo 其特點(diǎn)是待測(cè)信號(hào)脈沖間隔減小 ,間隔誤差降低;精度比 M法高A倍 ,但控制電路較復(fù)雜。 ⑷脈沖數(shù)分頻測(cè)頻法(AT法) : 此法是為了提高T法高頻測(cè)量時(shí)的精度形成的。由于T法測(cè)量時(shí)要求待測(cè)信號(hào)的周期不能太短 ,所以可通過A分頻使待測(cè)信號(hào)的周期擴(kuò)大A倍,所測(cè)頻率為: Fx = AMo/ Tx 其特點(diǎn)是高頻測(cè)量精度比T法高A倍;但控制電路也較復(fù)雜。 ⑸脈沖平均周期測(cè)頻法(M/ T法) : 此法是在閘門時(shí)間 Tc內(nèi),同時(shí)用兩個(gè)計(jì)數(shù)器分別記錄待測(cè)信號(hào)的脈沖數(shù) Mx 和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的脈沖數(shù)Mo 。若標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率為Fo ,則待測(cè)信號(hào)頻率為 : Fx = FoMx/ Mo M/ T 法在測(cè)高頻時(shí)精度較高 ;但在測(cè)低頻時(shí)精度較低。 ⑹多周期同步測(cè)頻法: 是由閘門時(shí)間Tc與同步門控時(shí)間Td共同控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的一種測(cè)量方法,待測(cè)信號(hào)頻率與 M/ T法相同。此法的優(yōu)點(diǎn)是 ,閘門時(shí)間與被測(cè)信號(hào)同步,消除了對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)產(chǎn)生的±1個(gè)字誤差 , 測(cè)量精度大大提高 ,且測(cè)量精度與待測(cè)信號(hào)的頻率無關(guān),達(dá)到了在整個(gè)測(cè)量頻段等精度測(cè)量。 3 確定實(shí)驗(yàn)方案 3．1可用實(shí)驗(yàn)方案介紹 3.1.1方案 1 采用頻率計(jì)模塊(如 ICM7216)構(gòu)成 ,原理框圖如圖3.2 所示。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,量程可以自動(dòng)切換。 ICM7216內(nèi)部帶有放大整形電路 ,可以直接輸入模擬信號(hào)。外部振蕩部分選用一塊高精度晶振體和兩個(gè)低溫系數(shù)電容構(gòu)成10MHz并聯(lián)振蕩電路。用轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇 10ms ,0. 1s ,1s ,10s 四種閘門時(shí)間 ,同時(shí)量程自動(dòng)切換。 緩沖電路是為了讓頻率計(jì)采用記憶方式 ,即計(jì)數(shù)過程中不顯示數(shù)據(jù) ,待計(jì)數(shù)過程結(jié)束后 ,顯示測(cè)頻結(jié)束 ,并將此顯示結(jié)果保持到下一次計(jì)數(shù)結(jié)果 ,顯示時(shí)間不小于1s ,小數(shù)點(diǎn)位置隨量程自動(dòng)移動(dòng)。芯片驅(qū)動(dòng)電路輸出 15mA — 35mA 的峰值電流 ,所以在5V電源下可直接點(diǎn)亮 LED。 圖3.2 ICM7216測(cè)頻電路原理框圖 3.1.2方案 2： 系統(tǒng)采用可編程邏輯器件(PLD，如ATV 2500)作為信號(hào)處理及系統(tǒng)控制核心，完成包括計(jì)數(shù)、門控、顯示等一系列工作。 該方案利用了PLD的可編程和大規(guī)模集成的特點(diǎn)，使電路大為簡(jiǎn)化，但此題使用PLD則不能充分發(fā)揮其特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，并且測(cè)量精度不夠高，導(dǎo)致系統(tǒng)性能價(jià)格比降低、系統(tǒng)功能擴(kuò)展受到限制。 原理框圖如圖 B—1—2所示 3．1．3方案3: 系統(tǒng)采用MCS——51系列單片機(jī)8032作為控制核心，門控信號(hào)由8032內(nèi)部的計(jì)數(shù)定時(shí)器產(chǎn)生，單位為1 µs。由于單片機(jī)的計(jì)數(shù)頻率上限較低(12MhZ晶振時(shí)約500khz)，所以需對(duì)高頻被測(cè)信號(hào)進(jìn)行硬件欲分頻處理，8032則完成運(yùn)算、控制及顯示功能。由于使用了單片機(jī)，使整個(gè)系統(tǒng)具有極為靈活的可編程性，能方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展與改進(jìn)。 原理框圖如B—1—3所示。 3.2 方案比較及確定 以上方案均需使用小信號(hào)放大、整形通道電路來提高系統(tǒng)的測(cè)量精度和靈敏度。 方案比較及選用依據(jù)： 顯然方案二要比方案一簡(jiǎn)潔、新穎，但從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求上看，要實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量范圍0．1Hz-10MHz。以頻率下限0.1Hz 比來說，要達(dá)到誤差〈0．01％的目的，必須顯示5位的有效數(shù)字，而使用直接測(cè)頻的方法，要達(dá)到達(dá)個(gè)測(cè)量精度，需要主門連續(xù)開啟1000S，由此可見，直接測(cè)頻方法對(duì)低頻測(cè)量是不現(xiàn)實(shí)的，而采用帶有運(yùn)算器的單片機(jī)則可以很容易地解決這個(gè)問題，實(shí)現(xiàn)課題要求。也就是采用先測(cè)信號(hào)的周期，然后再通過單片機(jī)求周期的倒數(shù)的方法，從而得到我們所需要的低頻信號(hào)的測(cè)量精度。另外由于使用了功能較強(qiáng)的8032芯片，使本系統(tǒng)可以通過對(duì)軟件改進(jìn)而擴(kuò)展功能，提高測(cè)量精度。因此我們選擇采用方案三作為具體實(shí)施的方案。 3.3 頻率測(cè)量模塊 對(duì)數(shù)字頻率計(jì)電路各模塊的實(shí)現(xiàn)有以下幾種不同設(shè)計(jì)方案： 對(duì)頻率測(cè)量模塊有以下四種實(shí)現(xiàn)方法： （1）直接測(cè)頻法 直接測(cè)頻法是把被測(cè)頻率信號(hào)經(jīng)脈沖形成電路后加到閘門的一個(gè)輸入端，只有在閘門開通時(shí)間T（以秒計(jì)）內(nèi)，被計(jì)數(shù)的脈沖被送到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。設(shè)計(jì)數(shù)器的值為N，由頻率定義式可以計(jì)算得到被測(cè)信號(hào)頻率為 f=N/T (3.9) 經(jīng)分析，本測(cè)量在低頻段的相對(duì)測(cè)量誤差較大。增大T可以提高測(cè)量精度，但在低頻段仍不能滿足該題發(fā)揮部分的要求。 （2）組合法 直接測(cè)量周期法在低頻段精度高。組合測(cè)頻法是指在低頻時(shí)采用直接測(cè)量周期法測(cè)信號(hào)周期，然后換算成頻率。這種方法可以在一定程度上彌補(bǔ)方法（1）的不足，但是難以確定最佳分測(cè)點(diǎn)，且電路實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。 （3）倍頻法 直接測(cè)頻法在高頻段有著很高的精度�？梢园杨l率測(cè)量范圍分成多個(gè)頻段，使用倍頻技術(shù)，根據(jù)頻段設(shè)置倍頻系數(shù)將經(jīng)整形的低頻信號(hào)進(jìn)行倍頻后再進(jìn)行測(cè)量，高頻段則進(jìn)行直接測(cè)量。 （4）高精度恒誤差測(cè)頻法 通過對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量方法的與研究，結(jié)合高精度恒誤差測(cè)量原理，我們?cè)O(shè)計(jì)里一種測(cè)量精度與被測(cè)頻率無關(guān)的硬件測(cè)頻電路。本方法立足于快速的寬位數(shù)高精度浮點(diǎn)數(shù)字運(yùn)算。 圖3.4 預(yù)置門控信號(hào)圖 如圖3.4所示，預(yù)置門控信號(hào)是一個(gè)寬度為Tpr的脈沖，CNT1，CNT2是兩個(gè)可控計(jì)數(shù)器，標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)從CNT1的時(shí)鐘輸入端CLK輸入，其頻率為Fs；經(jīng)整形后的被測(cè)信號(hào)從CNT2的時(shí)鐘輸入端CLK輸入，其頻率為Fxe，測(cè)得Fx。 當(dāng)預(yù)置門控信號(hào)為高電平時(shí)，經(jīng)整形后的被測(cè)信號(hào)的上升沿通過D觸發(fā)器的Q端同時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器CNT1，CNT2。CNT1，CNT2分別對(duì)整形后的被測(cè)信號(hào)（頻率為Fx)和標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)（頻率為Fs)同時(shí)計(jì)數(shù)；預(yù)置門信號(hào)為低電平時(shí)，經(jīng)整形后的被測(cè)信號(hào)的一個(gè)上升沿將使這兩個(gè)計(jì)數(shù)器同時(shí)關(guān)閉。 設(shè)在一次預(yù)置時(shí)間Tpr中對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)值Nx,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的計(jì)數(shù)值Ns，則下式成立 F x/Nx=Fs/Ns 推得 Fx=（Fs/Ns）·Nx 相對(duì)誤差公式 δ=±（2/Nδ+Fδ/Fδ） 從誤差分析中可以看出，其測(cè)量精度為Ns和標(biāo)準(zhǔn)頻率精確度有關(guān)，而與被測(cè)頻率無關(guān)。顯然Ns決定于預(yù)置門時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的頻率，其關(guān)系式如下： Ns=Tpr·Fs 如果采用頻率為60 MHz的晶體振蕩器，則有 |δ|≤1/Νs 若頂置門時(shí)間Tpr＝o．1s，則 Ns=0.1×60000000=6000000, |δ|≤1.6×10¯6 可見，在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)，精度比賽題發(fā)揮部分的要求高一個(gè)數(shù)量級(jí)，若采用更高頻串的晶體振蕩器或適當(dāng)延長(zhǎng)頂置門時(shí)間，精度則會(huì)更高。 以上四種方法中，倍頻法雖然在理論上可以達(dá)到很高的精度，但在低頻段，就目前常規(guī)的鎖相器件而言，鎖相電路工作性能不理想，頻率小于looHz時(shí)甚至不能工作. 前三種方法本質(zhì)上都是立足于頻率基本定義，沒有擺脫傳統(tǒng)的測(cè)量方法的局限。從下文的詳細(xì)論述中可以看出，用方法(4)可以用單片機(jī)程序方便地完成寬位浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)學(xué)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。 基于上述論證及第二部分中詳細(xì)的理論分析，我們擬選擇方法(4)。 3.4 周期測(cè)量模塊 (1)直接周期測(cè)量法 用被測(cè)信號(hào)經(jīng)放大整形后形成的方波信號(hào)直接控制計(jì)數(shù)門控電路，使主門開放時(shí)間等于信號(hào)周期Tx,時(shí)標(biāo)為Ts的脈沖在主門開放時(shí)間進(jìn)入計(jì)數(shù)器。設(shè)T為被測(cè)周期，Ts為時(shí)標(biāo)，在Ts期間計(jì)數(shù)值為N，可以根據(jù)以下公式來算得被測(cè)信號(hào)周期： Tx=NTs (3.15) 經(jīng)誤差分析表明，被測(cè)信號(hào)頻率越高，測(cè)量誤差越大。 采用對(duì)多個(gè)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)取平均值的方法雖可提高精皮，但如果要達(dá)到賽題要求，測(cè)量頻率為0．1Hz信號(hào)時(shí)，每測(cè)一次至少要等待1000s，顯然是不可取的。 (2)高料度恒誤差周期測(cè)量方法 本方法在測(cè)量電路和測(cè)量精度上與高精度恒誤差頻率測(cè)量完全相同，只是在進(jìn)行計(jì)算時(shí)公式不同，用周期T代換高精度恒誤差頻率測(cè)量公式中的頻率因數(shù)即可. 計(jì)算公式為 Tx=(Ts·Ns)/Nx (3.16) 式中，Tx為被測(cè)信號(hào)周期的測(cè)量值，Ns,Nx分別與(1—2)式中的Ns,Nx含義相同。 從降低電路的復(fù)雜度及提高招度上考慮、顯然方法(2)遠(yuǎn)好于方法(1)，方法(2)的測(cè)量電路完全可以使用高精度恒誤差頻率測(cè)量電路o 3.5 脈沖寬度測(cè)量模塊 在進(jìn)行脈沖寬度的測(cè)量時(shí)，首先經(jīng)信號(hào)處理電路進(jìn)行處理，限制只有信號(hào)的50％幅度及其以上部分才能輸入數(shù)字測(cè)量部分。脈沖邊沿被處理得非常陡峭，然后送入測(cè)量計(jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)量。 測(cè)量電路在檢測(cè)到脈沖的上升沿時(shí)打開計(jì)數(shù)器，在下降沿時(shí)關(guān)掉計(jì)數(shù)器。由下式 Twx=Nx/Fs (3.17) 可知計(jì)數(shù)值既為測(cè)得的脈沖寬度。 3.6 周期脈沖信號(hào)占空比測(cè)量模塊 測(cè)一個(gè)脈沖信號(hào)的脈寬，記其值為Twx1；信號(hào)反相后,再測(cè)一次脈寬并記錄其值Twx2,通過以下公式汁算： 占空比=[Twx1/(Twx1+Twx2)]×100% (3.18) 3.7 標(biāo)頻發(fā)生電路 本模塊采用高頻率穩(wěn)定度和高精度的恒溫可微調(diào)的晶體振蕩器作標(biāo)頻發(fā)生電躍 3.8 小信號(hào)處理部分 小信號(hào)處理部分受限于寬帶放大器的性能，放大電路需要附有高速整形電路。有以下幾種方案。 (1)采用分立元件 使用場(chǎng)效應(yīng)管做輸入級(jí)，以提高輸入阻抗。用截止頻率1000的三極管如9018做放大級(jí)。由于電路復(fù)雜，要調(diào)節(jié)部分較多，且一致性差，故不采用。 (2)采用運(yùn)算放大器 電路簡(jiǎn)潔，但因?yàn)榕cTTL電平接口而另需電平移位電路。并且要用運(yùn)放做一高速寬帶放大器，市場(chǎng)上難以買到高速運(yùn)放，應(yīng)用受到了限制。 (3)立接采用比較器 采用比較器可以簡(jiǎn)單地完成設(shè)計(jì)。采用高速比較器LM361可以處理高達(dá)10 MHz的插入信號(hào)。LM961有低輸入失調(diào)電壓和電壓范圍靈活等特點(diǎn)，響應(yīng)時(shí)間最大僅20ns，輸出電平可與TTL電平相匹配。 綜合考慮，本部分電路采用方案(3)。比較器輸入易受干擾，因此電路上采用凈化電源并合理安排地線。經(jīng)最后實(shí)測(cè)，輸入靈敏度4mV左右，完全滿足小信號(hào)測(cè)量的需要。 4、硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)電路原理框圖如4.1圖所示，因輸入信號(hào)為脈沖信號(hào)，所以直接將信號(hào)送入AT89C51單片機(jī)計(jì)數(shù)，但為了增強(qiáng)抗干擾能力及實(shí)現(xiàn)對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)的測(cè)量，因此利用試密特觸發(fā)器（74LS132)進(jìn)行整形。 圖4.1 系統(tǒng)電路原理框圖 5、軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 該方案主要利用89C51內(nèi)部的定時(shí)器和數(shù)據(jù)處理，其程序設(shè)計(jì)相應(yīng)軟件包括：主程序、數(shù)據(jù)處理、顯示主程序等。主程序流程圖如5.1圖所示。 圖5.1 主程序流程圖 6、基本測(cè)量原理與理論誤差分析 6.1 高精度恒定誤差頻率／周期測(cè)量技術(shù) 頻率測(cè)量誤差分析及其公式推導(dǎo)如下。 (1)量化誤差 設(shè)測(cè)得頻率為Fx被測(cè)頻率真實(shí)值為Fxe標(biāo)準(zhǔn)頻率為Fs,在一次測(cè)量中預(yù)置門時(shí)間為Tpr，被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)值為Nx，標(biāo)推頻率信號(hào)計(jì)數(shù)值為Ns . Fx計(jì)數(shù)的起停時(shí)間都是由該信號(hào)的上升沿觸發(fā)的，在Tpr時(shí)間內(nèi)對(duì)Fx的計(jì)數(shù)Nx無誤差；在此時(shí)間內(nèi)Fs的計(jì)數(shù)從Ns最多相差一個(gè)脈沖，即 |Δet|≤1 (6.1) 而 Fx/Nx=Fs/Ns (6.2) Fex/Nx=Fs/(Ns+Δet) (6.3) 由上式可得 Fx=(Fs/Ns)·Nx (6.4) Fxe=[Fs/(Ns+Δet)]·Nx (6.5) 根據(jù)相對(duì)誤差公式有 |δ|=ΔFxe/Fxe=|Fxe-Fx|/Fxe (6.6) 由上式得 ΔFxe/Fxe=|Δt|/Ns (6.7) 因?yàn)?/SPAN> |Δet|≤1 (6.8) 所以 |Δet|/Ns≤1/Ns (6.9) 即 |δ|=ΔFxe/Fxe≤1/Ns (6.10) Ns=Tpr·Fs (6.11) 由上式可以得出以下結(jié)論 ①相對(duì)測(cè)量誤差與頻率無關(guān)。 ②增大Tpr或提高Fs，可以增大Ns，減少測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。 （2）標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差為ΔFs/Fs,因?yàn)榫w的穩(wěn)定度很高，標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差可以進(jìn)行校準(zhǔn)，相對(duì)于量化誤差，校準(zhǔn)后的標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差可以忽略。 （3）分變率誤差分析 先由單片機(jī)給出閘門開啟信號(hào) ,此時(shí)計(jì)數(shù)器并不計(jì)數(shù) ,而是等到被測(cè)信號(hào)的上升沿到來時(shí),才開始計(jì)數(shù)。然后,兩組計(jì)數(shù)器分別對(duì)被測(cè)信號(hào)和時(shí)標(biāo)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)單片機(jī)給出閘門關(guān)閉信號(hào)后 ,計(jì)數(shù)器并不立即停止計(jì)數(shù) ,而是等到被測(cè)信號(hào)下降沿到來的時(shí)刻才結(jié)束計(jì)數(shù) ,完成一次測(cè)量過程。可以看出 ,實(shí)際閘門與設(shè)定的閘門并不嚴(yán)格相等 ,但最大差值不超過被測(cè)信號(hào)的一個(gè)周期。 設(shè)被測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)為 NX ,對(duì)時(shí)標(biāo)的計(jì)數(shù)為 N0 ,時(shí)標(biāo)頻率為 f0 ,閘門時(shí)間為τ,則被測(cè)信號(hào)頻率為: fx = foNx/ No (6.12) 計(jì)數(shù)器的開閉與被測(cè)信號(hào)是完全同步的 ,即在實(shí)際閘門中包含整數(shù)個(gè)被測(cè)信號(hào)的周期 ,因而不存在對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)的 ±1 個(gè)字誤差 ,由式 ⑴微分可得: dfx= - ( NxfodNo)/ N02 (6.13) dN0=±1 (6.14) τ=Nx/fx (6.15) 相對(duì)誤差為: e=ΔfX/fX=ΔNX/NX-ΔN0/N0+Δf0/f0 (6.16) 式（5）中前兩項(xiàng)分別表示計(jì)數(shù)器 T0 和計(jì)數(shù)器 T1 的誤差 ,第三項(xiàng)為頻率準(zhǔn)確度。由于計(jì)數(shù)是在相關(guān)同步門控時(shí)間τ內(nèi)完成的,即由待測(cè)信號(hào)同步控制,因此同步門控τ與計(jì)數(shù)器 T1 的計(jì)數(shù)脈沖相關(guān),且 T/ Tx 的比值 Nx為整數(shù) ,故被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)值不存在計(jì)數(shù)誤差。而計(jì)數(shù)器 T0 對(duì)時(shí)標(biāo)的計(jì)數(shù) ,由于門控τ的啟閉時(shí)刻的隨機(jī)性及 T/ T0之比值 N0 為非整數(shù)( T0 為時(shí)標(biāo)周期) ,在門控τ的啟閉時(shí)刻分別有時(shí)間零頭ΔT1 和 ΔT2 無法計(jì)入,故存在 ±1 誤差。當(dāng)忽略頻率準(zhǔn)確度誤差時(shí),多周期同步法測(cè)頻的最大誤差為: em = ±1/ N = ±1/ (τf0) (6.17) 由式(6)可以看出 ,測(cè)量分辨率與被測(cè)信號(hào)頻率的大小無關(guān) ,僅與閘門時(shí)間及時(shí)標(biāo)頻率有關(guān) ,即實(shí)現(xiàn)了被測(cè)頻帶內(nèi)的等精度測(cè)量,閘門時(shí)間越長(zhǎng),時(shí)標(biāo)頻率越高 ,分辨率越高。 6.2 預(yù)置門時(shí)間信號(hào)與閘門時(shí)間信號(hào) 預(yù)置門的概念與傳統(tǒng)的閘門的概念是不同的。預(yù)置門是指同時(shí)啟動(dòng)或停止標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)計(jì)數(shù)器和被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)器的門控信號(hào)。碩置門的概念用于高精度恒定誤差測(cè)頻／測(cè)周期方法中，并稱預(yù)置門的時(shí)間寬度為預(yù)置門時(shí)間。 高精度恒定誤差測(cè)頻方法測(cè)量精度與預(yù)置門時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)頻率有關(guān)，與被測(cè)信號(hào)的頻率無關(guān)。在預(yù)置門時(shí)間和閘門時(shí)間相同而被測(cè)信號(hào)頻率不同的情況下，高精度恒誤差額率測(cè)量法的測(cè)量精度不變，而直接測(cè)頻法精度隨著被測(cè)信號(hào)頻率的增加而接近線性地增大。 6.3 高精度恒誤差周期測(cè)量方法 分析思路和結(jié)果均與對(duì)高精度恒誤差頻率測(cè)量相似或相同。 6.4 脈沖寬度測(cè)量理論誤差分析 根據(jù)方案中的脈沖寬度測(cè)量方法，分析脈寬測(cè)量誤差。 設(shè)被測(cè)信號(hào)脈寬為Twxe，標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)頻率為Fs，則脈沖寬度的測(cè)量值為 Twx=Nx/Fs (6.18) 在一次測(cè)量中，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的計(jì)數(shù)值Nx可能產(chǎn)生±1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)周期的計(jì)數(shù)誤差，則脈寬測(cè)量相對(duì)誤差為 |ΔTwx/Twx|=(1·Fs)/(Nx·Fs)=1/Nx (6.19) 其中Nx＝Twx·Fs.可以看出，在Fs一定時(shí)，脈寬越小，誤差越大。 當(dāng)Twx=100μs，Fs=60MHz時(shí)，Nx＝6000，則有 |ΔTwx/Twx|=1/6000=0.17‰ 6.5周期脈沖信號(hào)占空比測(cè)量誤差分析 使用第一部分中所述的占空比方法，根據(jù)誤差合成原理，周期測(cè)量相對(duì)誤差最大恒等于脈沖寬度測(cè)量相對(duì)誤差。 在標(biāo)準(zhǔn)頻率為60MHz，被測(cè)頻率1kHz(即周期為0.001s)時(shí)。設(shè)其占空比為10％，如果要滿足題日部分要求，由脈沖寬測(cè)量相對(duì)誤羌公式計(jì)算出的相對(duì)誤差應(yīng)小于 1／(0.001×10%×60×106)＝1／6000＝0.17‰ 實(shí)際精度完全可以超過這個(gè)要求。 7、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與電路分析 7.1穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 本項(xiàng)設(shè)計(jì)要求的電源：±12V、-12v、+5v穩(wěn)壓電源。在進(jìn)行電源設(shè)計(jì)時(shí)，功率交流輸 入端加一級(jí)電源濾波器，以降低工頻頻率干擾。 7.2測(cè)量控制電路 單片機(jī)(AT89C51)完成整個(gè)測(cè)量電路的控制和數(shù)據(jù)處理．兩片Dpl5H016完成計(jì)數(shù)器功 能。鍵盤信號(hào)由AB9c51進(jìn)行處理。AT89C51從ispLSI1016讀回計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度浮點(diǎn)運(yùn)算，并向顯示電路輸出測(cè)量結(jié)果。電路如圖7.1所示。 圖7.1 測(cè)量控制電路 7.3 輸入信號(hào)處理部分 為測(cè)量小侍號(hào)，需要在輸入端加前置信號(hào)處理電路，將小信號(hào)放大后送入整形電路. 7.4 小信號(hào)處理部分 電路如圖7.2所示，在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)LM361的輸出在零瞬間有些毛刺，在輸出與地間并聯(lián)一只100Hz瓷片電容消除了毛刺，且處理后的波形仍較陡峭，本部分電路抗干擾能力也很強(qiáng)。 圖7.2 LM361信號(hào)電路 7.5 標(biāo)準(zhǔn)頻率方波發(fā)生電路 本設(shè)計(jì)采用60Hz的晶體振蕩器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率方波信號(hào)(頻標(biāo))供數(shù)字測(cè)量電路使用。晶體振蕩器采用恒溫晶振，穩(wěn)定度為：2.0×107／24小時(shí)。 7.6 顯示器電路 顯示器電路采用7SEG LED顯示器。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)用高精度恒誤差的頻率和周期測(cè)試方法，預(yù)置門時(shí)間為1．5s，在標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)為60MHz的情況下，根據(jù)上文討論的高精度恒誤差的頻率和周期測(cè)試方法相對(duì)誤差計(jì)算公式可以算出測(cè)量精度為 1／(1.5×60×106)=1.1×10－8 即能夠顯示接近8位有效數(shù)字，所以，電路中采用了8位LED顯示器. 7.7 實(shí)際數(shù)字測(cè)量部分 本題目要求測(cè)量功能模塊較多，題目中要求的被測(cè)信號(hào)以及標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)為1MHz，發(fā)揮部分要求為10MHz，高頻信號(hào)之間的信號(hào)干擾非常強(qiáng)。在方案實(shí)現(xiàn)過程中要求處處考慮到干擾問題，減少布線的復(fù)雜度。 本設(shè)計(jì)擬定計(jì)數(shù)器所采用電路中的兩個(gè)計(jì)數(shù)器應(yīng)不低于60MHz。 我們選用LATTICE公司高速ispLSI器件（在系統(tǒng)可編程大規(guī)模集成電路）。在一片ispLSI器件中可以完成一個(gè)或多個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，大大降低了電路復(fù)雜度，減少引線信號(hào)間的干擾，提高電路的可靠性、穩(wěn)定性。鑒于本題目要求測(cè)量功能模塊較多、我們采用兩片工作頻率為60MHz的ispLSI1016-60器件。 采用在系統(tǒng)可編程邏輯器件來設(shè)計(jì)測(cè)量功能模塊電路。 在具體實(shí)現(xiàn)過程中我們將以下模塊做在兩片ispLSI1016器件中： a頻率測(cè)量模塊 b周期測(cè)量模塊； c脈沖寬度測(cè)量模塊； d脈沖占空比測(cè)量模塊； e自校電路。 圖7.3 ispLSI電路原理圖 各模塊電路詳細(xì)設(shè)計(jì)如下： (1)頻率測(cè)量與周期測(cè)量電路 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用高精度恒誤差頻率測(cè)量法與高精度恒誤差周期測(cè)量法，這兩種方法使用的電路完全相同，所以在方案實(shí)現(xiàn)中，頻率測(cè)量與周期測(cè)量用同一電路，只是單片機(jī)運(yùn)算部分算法不同。 頻率測(cè)量與周期測(cè)量電路由前圖中的控制信號(hào)及以下三個(gè)子模塊所構(gòu)成： a. CONTRL——本模塊的控制部分，主要接收單片機(jī)的指令．控制計(jì)數(shù)器CONT1、CONT2。 b. CONTl——對(duì)由被測(cè)信號(hào)整形后形成的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。 c. CONT2 ——對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。 根據(jù)高精度恒誤差頻率和周期測(cè)量原理，本模塊電路按以下方式進(jìn)行工作：經(jīng)整形后被測(cè)信號(hào)脈沖從CONTRL的FIN端輸人，標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)從CONTRL的FSD端輸入，CONTRL的CLK輸入端是本模塊電路的工作初始化信號(hào)輸入端。在進(jìn)行頻率或周期測(cè)量時(shí)，進(jìn)行以下幾步： a. 在CONTRL的CLR端加一正脈沖信號(hào)以完成測(cè)試電路狀態(tài)的初始化； b. 由預(yù)置門控信號(hào)將CONTRL的START端置高電平，預(yù)置門開始定時(shí)。同時(shí)出被測(cè)信號(hào)的上升沿打開計(jì)數(shù)器CONT1，并使標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)器CONT2； c. 須置門定時(shí)結(jié)束信號(hào)把CONTRL的START端置為低電平。這位在被測(cè)信號(hào)的下一個(gè)脈沖的上升沿到來時(shí)，CONTl停止計(jì)數(shù)，同時(shí)輸入CONT2的標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)被關(guān)斷。 d. 控制部分CONTRL的EEND端輸出低電乎來指示測(cè)量計(jì)數(shù)結(jié)束。單片機(jī)讀回CONTl和CONT2的計(jì)數(shù)值，根據(jù)高精度恒誤差測(cè)量公式進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，計(jì)算出被測(cè)信號(hào)的頻率或周期值。 (2) 控制部分設(shè)計(jì) 控制部分原理圖如圖7.4所示： 圖7.4 控制設(shè)計(jì)電路圖 當(dāng)D觸發(fā)器的輸入端START為高電平時(shí)，在FIN端來一個(gè)上升沿時(shí)，Q端為高電平，導(dǎo)通FIN—CLK1和FSD—CLK2，同時(shí)EEND被置為高電平；在D觸發(fā)器的輸入端START為低電平時(shí)，當(dāng)FIN端輸入一個(gè)脈沖上升沿，FIN—CLK1和FSD—CLK2的信號(hào)通道披切斷。 計(jì)數(shù)器CONT1是用8個(gè)四位并行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器按行波計(jì)數(shù)器原理所構(gòu)成的32位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，輸出8位數(shù)據(jù)總線，分4次將32位數(shù)據(jù)全部讀出。CONT1的設(shè)計(jì)是用ABEL語言實(shí)現(xiàn)的。 ispLSI1016器件在結(jié)構(gòu)上是由16個(gè)GLB所構(gòu)成，每個(gè)GLB中含有四個(gè)可配置的觸發(fā)器、(對(duì)應(yīng)著GLB的四個(gè)輸出端)。根據(jù)GLB的結(jié)構(gòu)及我們的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，四位并行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器在ispLSI中的布線是最優(yōu)的。 我們?cè)?/SPAN>EDA設(shè)計(jì)中嚴(yán)格采用模塊設(shè)計(jì)法、總體設(shè)計(jì)采用原理圖輸入方式，每個(gè)子模塊都采用ABEL語言描述。 (3)脈沖寬度測(cè)量和占空比列量電路 本模塊的電路設(shè)計(jì)在ispLSIl016中。 根據(jù)第二部分所述的脈寬副量原理，設(shè)計(jì)電路原理圖如下所示。 圖7.5 脈沖測(cè)量寬度和占空比測(cè)量電路 輸入到本模塊的被測(cè)量信號(hào)是經(jīng)過信號(hào)處理電路處理后的被測(cè)信號(hào)，該信號(hào)的上升沿和 下降沿信號(hào)對(duì)應(yīng)于未經(jīng)處理時(shí)的被測(cè)信號(hào)的50％幅度時(shí)上升沿和下降沿信號(hào)。 信號(hào)從FIN端輸入，CLR為本模塊電路的工作初始化信號(hào)輸入端。START為本電路的工作使能端，PUL端輸出如圖中所示GATE的輸入端PUL。 測(cè)量脈沖寬度采用以下幾步： a向CONTRL2的CLR端送一個(gè)脈沖以進(jìn)行電路的工作狀態(tài)初始化。 b將GATE的CNT端置高電平，表爾進(jìn)入脈沖寬度測(cè)量，這時(shí)CONT2的輸入信號(hào)為PUL&FSD c在經(jīng)處理后的被測(cè)脈沖的上升沿到來時(shí)，CONTRAL2的PUL端輸出高電平，標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)器CONT2。 d在經(jīng)處理后的被測(cè)脈沖的下降沿到來時(shí)，CONTRL2的PUL端輸出低電平，計(jì)數(shù)器CONT2被關(guān)斷。 e單片機(jī)瀆計(jì)數(shù)器CONT2的結(jié)果通過所述的測(cè)量原理公式計(jì)算得出脈沖寬度. 占空比的測(cè)量方法是通過測(cè)量脈沖寬度記錄CONT2的計(jì)數(shù)值Twx1,然后將輸入信號(hào)反相，再測(cè)量其脈沖寬度，測(cè)得CONT2計(jì)數(shù)值Twx2，則可以計(jì)算出 占空比＝[Twx1/(Twx1–Twx2)]×100% (4)自校電路 為了檢測(cè)系統(tǒng)的精度，本電路附加了自校電路，用以產(chǎn)生1MHz信號(hào)，可在功能按鍵控制下進(jìn)行自校。 8、高頻抗干擾設(shè)計(jì) 在高頻情況下，線路之間的干擾對(duì)頻率測(cè)量結(jié)果影響很大，因此我們采用了一些高頻線路抗干擾措施。 測(cè)量電路的電路板采用自制印刷電路板，減少了引線交叉，降低了高頻引線干擾，效果明顯。例如，在模塊初步設(shè)計(jì)和調(diào)試期間，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)板上采用直接連線方式，因電路工作不穩(wěn)定而出現(xiàn)了很大的測(cè)量誤差。在自制印刷電路板上完成設(shè)計(jì)時(shí)，這個(gè)現(xiàn)象消失了。 被測(cè)信號(hào)經(jīng)過前置處理后，引向測(cè)量部分的引線全部采用屏蔽線。 由于輸入信號(hào)的變化可能很大，在大信號(hào)時(shí)能滿足要求而在50 mv(峰—峰值)時(shí)，很容易受到干擾。電路在設(shè)計(jì)時(shí)，采用大面積接地和金屬屏蔽層，輸入引線采用高頻輸入線，以消除外界的電磁場(chǎng)干擾；在每一部分的電源電路均采用電感、電容濾波，消除各部分電路的相互干擾；而且在電路中采用施密特觸發(fā)器，提高比較門限，消除了大部分雜波，保證了信號(hào)的純真度；對(duì)機(jī)械按鍵在閉合時(shí)伴有的抖動(dòng)，加上了防抖控制；單片機(jī)還采用了“看門狗”電路．防止CPU失控，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行；在軟件上采用軟件陷阱、容錯(cuò)技術(shù)和均值濾波等抗干擾措施，提高了抗干擾特性；采用四字節(jié)乘除法保證了測(cè)試的精度在數(shù)據(jù)處理時(shí)不受影響。 9，頻率計(jì)的軟件設(shè)計(jì) 9.1計(jì)數(shù)原理 信號(hào)經(jīng)過整形成為方波，輸入到 端，在P3.2處于低電平時(shí)進(jìn)行初始化操作；TR0置位，打開定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；GATE=1，使T0在TR0和 均為1時(shí)開始計(jì)數(shù)；將T0的高八位單元TH0和低八位單元TL0均賦值00H,使T0由0開始計(jì)數(shù)（如圖7所示）。 圖7 計(jì)數(shù)原理 T0初始化完成后，TR0=1,GATE=1,此時(shí)T0等待 升為高電平，高電平到達(dá)，T0啟動(dòng)計(jì)數(shù)。每一機(jī)器周期，T0自動(dòng)加1計(jì)數(shù)。當(dāng) 降為低電平后，由于不能同時(shí)滿足TR0和 均為高電平，故T0停止計(jì)數(shù)。T0中存儲(chǔ)的是以周期數(shù)表示的脈寬。 經(jīng)式（2）計(jì)算得出頻率f為 （8） 此計(jì)算過程調(diào)用無符號(hào)雙字除法程序來實(shí)現(xiàn)。 為顯示頻率，必須將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為BCD碼，這一過程分兩步完成。第一步，二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成壓縮BCD碼；第二步，將壓縮BCD碼分送各緩沖區(qū)，調(diào)用顯示子程序，送數(shù)碼管延時(shí)顯示頻率值。 9.2總體軟件編程： 9．2．1、設(shè)計(jì)方案 利用AT89C51單片機(jī)的T0、T1的定時(shí)計(jì)數(shù)器功能，來完成對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)的頻率結(jié)果通過4位動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示出來。要求能夠?qū)?/SPAN>0－10KHZ的信號(hào)頻率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)誤差不超過±1HZ。 9．2．2、電路圖 9．2．3、工作原理 1). 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1的工作方式設(shè)置，由圖可知，T0是工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)下，對(duì)輸入的頻率信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，但對(duì)工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)下的T0，最大計(jì)數(shù)值為fOSC/12，由于fOSC＝12MHz，因此：T0的最大計(jì)數(shù)頻率為10KHz。對(duì)于頻率的概念就是在一秒只數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，即為頻率值。所以T1工作在定時(shí)狀態(tài)下，每定時(shí)1秒中到，就停止T0的計(jì)數(shù)，而從T0的計(jì)數(shù)單元中讀取計(jì)數(shù)的數(shù)值，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。送到數(shù)碼管顯示出來。 2) . T1工作在定時(shí)狀態(tài)下，最大定時(shí)時(shí)間為65ms，達(dá)不到1秒的定時(shí)，所以采用定時(shí)50ms，共定時(shí)20次，即可完成1秒的定時(shí)功能。 9．2．4、源程序 #include <AT89X52.H> unsigned char code dispbit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}; unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40}; unsigned char dispbuf[4]={0,0, 10,10}; unsigned char temp[4]; unsigned char dispcount; unsigned char T0count; unsigned char timecount; bit flag; unsigned long x; void main(void) { unsigned char i; TMOD=0x15; TH0=0; TL0=0; TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; while(1) { if(flag==1) { flag=0; x=T0count*65536+TH0*256+TL0; for(i=0;i<4;i++) { temp[i]=0; } i=0; while(x/10) { temp[i]=x%10; x=x/10; i++; } temp[i]=x; for(i=0;i<6;i++) { dispbuf[i]=temp[i]; } timecount=0; T0count=0; TH0=0; TL0=0; TR0=1; } } } void t0(void) interrupt 1 using 0 { T0count++; } void t1(void) interrupt 3 using 0 { TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; timecount++; if(timecount==10) { TR0=0; timecount=0; flag=1; } P0=dispcode[dispbuf[dispcount]]; P2=dispbit[dispcount]; dispcount++; if(dispcount==4) { dispcount=0; } } 10 小論 本文的工作基礎(chǔ)是應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)的數(shù)字頻率計(jì)。利用C語言進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)，不僅編程簡(jiǎn)單，精度高，而且避免了匯編語言在進(jìn)行乘除法運(yùn)算時(shí)要考慮采用浮點(diǎn)運(yùn)算的要求。與匯編語言相比編程語句大大減少。數(shù)字頻率計(jì)的軟件均經(jīng)過測(cè)試。并進(jìn)行了誤差分析。頻率的測(cè)量范圍從1Hz到1MHz，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
結(jié)論 大學(xué)四年中，我系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了單片機(jī)的知識(shí)，也看到了單片機(jī)控制程序的廣闊前景，選擇這個(gè)課題，正是希望能加深自己對(duì)單片機(jī)各方面的理解，并在運(yùn)用先前學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，進(jìn)一步的理解其實(shí)質(zhì)和作用，鞏固和拓展以前的學(xué)習(xí)成果，從而希望今后能在這個(gè)領(lǐng)域作出成績(jī)。 由于單片機(jī)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)很成熟，我們更多的是借鑒前人的工作，完善我們的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，我們?cè)谇叭说幕A(chǔ)上向前走了一步，無論是原器件的選擇，還是程序的設(shè)計(jì)，我們做的比他們復(fù)雜，這并不是簡(jiǎn)單意義上的重復(fù)，而是消化吸收和創(chuàng)新。 在設(shè)計(jì)的過程中，我們一方面澄清了先前的一些錯(cuò)誤理解，另一方面也真正的體會(huì)到了書本知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐時(shí)的困難，往往很不起眼的一件事情，就是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，必須得搞清楚。為了查找相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)資料，我們上網(wǎng)，去學(xué)校圖書館甚至去省圖書館查找資料，雖然辛苦一點(diǎn)，但是令人欣慰的是學(xué)到了書本上學(xué)不到的東西，并且掌握了設(shè)計(jì)的一般方法。 三個(gè)月的時(shí)間很短，我們的能力也有限，很可能我們的設(shè)計(jì)存在這樣或那樣的不足，希望各位多多批評(píng)斧正。我在這次設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多東西，我認(rèn)為最大的收獲就是學(xué)會(huì)了和別人分工協(xié)作去完成一件事。這次設(shè)計(jì)的成功是我和本組同學(xué)團(tuán)結(jié)協(xié)作的成果。
三個(gè)月的時(shí)間很快過去了，本篇論文也已初步完成。在這里首先要感謝院、系領(lǐng)導(dǎo)給予的大力支持，特別是張清林主任的支持，為本組提供了良好的設(shè)計(jì)環(huán)境和必要的設(shè)計(jì)裝備，特別要感謝指導(dǎo)老師——張清林老師給予的悉心指導(dǎo)和不厭其煩的熱情幫助，張老師以其淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心，給我的學(xué)習(xí)、工作、生活以很大的影響，并將永遠(yuǎn)激勵(lì)我奮發(fā)向上。在此謹(jǐn)向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x、并致以崇高的敬意！ 感謝答辯組的各位老師在炎熱的天氣下為我們所作的各種工作和對(duì)我們論文所作的批評(píng)斧正。 感謝輔導(dǎo)老師——李永富的熱情幫助。特別是在制圖、工程設(shè)計(jì)方面給予了我們極大的指導(dǎo)和幫助。 感謝本組同學(xué)積極的配合和其他同學(xué)的熱情幫助。 另外，衷心感謝本文所引文獻(xiàn)的作者和編者們。
參考文獻(xiàn)[1] 馬家辰、孫玉德《C-51單片機(jī)原理及接口技術(shù)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 [2] 陳麗芳 《單片機(jī)原理與控制技術(shù)》 東南大學(xué)出版社 [3] 何立民 《單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 北京航空航天大學(xué)出版社 [4] 王修才、劉祖望：《單片機(jī)接口技術(shù)》 復(fù)旦大學(xué)出版社 [5] 李建忠 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 西安電子科技大學(xué)出版社 [6] 李廣娣 《單片機(jī)基礎(chǔ)》 北京航空航天大學(xué)出版社 [7] 公茂法等《單片機(jī)人機(jī)接口實(shí)例集》 北京航天航空大學(xué)出版社1997 [8] 《Protel99SE原理圖與PCB設(shè)計(jì)》 清源計(jì)算機(jī)工作室 [9]《實(shí)用電子電路手冊(cè)》 高等教育出版社，1991年10月 |
66821730(技術(shù)支持)
