怎么用一台数字频率计设计一个交流电压信号的数字式测量电路,需要原理框,最好能有介绍,希望各位大神

在电子技术中 , 频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此频率的测量显得更为重要 。数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一,同时也是其他许多领域广泛应用的测量仪器 。数字频率计是在规定的基准时间内把测量的脉冲数记录下来,换算成频率并以数字形式显示出来 。数字频率计用于测量信号(方波,正弦波或其他周期信号)的频率,并用十进制数字显示,它具有精度高,测量速度快 , 读数直观,使用方便等优点 。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点 。本次设计的数字频率计以555为核心 , 采用直接测频法测频,能够测量正弦波、三角波、锯齿波、矩形波等 。根据显示的频率范围,用4片10进制的计数器构成1000进制对输入的被测脉冲进行计数;根据输入信号的幅值要求,所以要经过衰减与放大电路进行检查被测脉冲的幅值;由于被测的波形是各种不同的波 , 而后面的闸门或计数电路要求被测的信号必须是矩形波,所以还需要波形整形电路,通过这些整体要求 , 由显示部分,计数部分 , 逻辑控制部分 , 时基电路部分,构成简易的频率计的设计
频率计是我们经常会用到的实验仪器之一,本实验要使用单片机和计数电路及液晶器件来设计一个宽频的频率计 。
期望达到10Hz-1.1G范围的频率精确测量 。
实验电路图(初步方案)
1) 计数及显示电路:
2)前置放大及分频电路:
设计思路
频率的测量实际上就是在1S时间内对信号进行计数,计数值就是信号频率 。用单片机设计频率计通常采用两种办法,1)使用单片机自带的计数器对输入脉冲进行计数,或者测量信号的周期;2)单片机外部使用计数器对脉冲信号进行计数,计数值再由单片机读取 。
由于单片机自带计数器输入时钟的频率通常只能是系统时钟频率的几分之一甚至几十分之一,因此采用单片机的计数器直接测量信号频率就受到了很大的限制 。
本实验电路采用方式2,使用一片74LS393四位双二进制计数器和Atmega8的 T1计数器组成了24位计数器 , 最大计数值为16777215 。如果输入信号经过MB501分频器进行64分频后再进行测量,则固定1S时基下最高测量频率为1073.741760Mhz 。
为了方便得到准确的1秒钟测量闸门信号,我们使用了Atmega8的异步实时时钟功能,采用32.768Khz的晶振由TC2产生1秒钟的定时信号 。
测量原理:
单片机打开测量闸门,即PB1输出高电平,同时TC2定时器启动 。74LS393开始对输入脉冲进行计数 , 74LS393每计数达256时,Atmega8的T1计数器也向上计数1次 。当1S定时到达时,单片机产生中断,PB1输出低电平关闭测量闸门,然后Atmega8读取74LS393和T1的计数值,然后送LCD显示 。
实验进展
2004-09-27
根据设计思路编写程序初步获得了一些实验结果 , 如下图所示 。下图是测量8M有源晶振的输出结果 。
由于1S的测量闸门时间在业余条件下不好测试,因此,实验程序中在LCD上同时显示实时时钟用于判断1S闸门时间的准确性 。实验中 , 我使用CDMA手机上显示的GPS卫星精确时间进行比较 。手机时间显示的最小单位是分钟 , 测量时一旦手机分钟值发生跳变,则立即记录下LCD显示的秒值,这样的话让频率计运行一段时间后,再多次记录下LCD显示的秒,就可以准确判断频率计的异步时钟是否准确 。实验过程中,我让频率计走了10个小数左右,测量的1S时钟还是非常准确的 。
#include
#include
#include lcd.h
#include 6x8.h
#include chinese.h
void LCD_init(void)
{
PORTB &= ~LCD_RST; // 产生一个让LCD复位的低电平脉冲
delay_1us();
PORTB |= LCD_RST;
PORTB &= ~LCD_CE ; // 关闭LCD
delay_1us();
PORTB |= LCD_CE; // 使能LCD
delay_1us();
LCD_write_byte(0x21, 0); // 使用扩展命令设置LCD模式
LCD_write_byte(0xc8, 0); // 设置偏置电压
LCD_write_byte(0x06, 0); // 温度校正
LCD_write_byte(0x13, 0); // 1:48
LCD_write_byte(0x20, 0); // 使用基本命令
LCD_clear(); // 清屏
LCD_write_byte(0x0c, 0); // 设定显示模式,正常显示
PORTB &= ~LCD_CE ; // 关闭LCD
//LCD_clear();
}
【怎么用一台数字频率计设计一个交流电压信号的数字式测量电路,需要原理框,最好能有介绍,希望各位大神】
void LCD_clear(void)
{
unsigned int i;
LCD_write_byte(0x0c, 0);
LCD_write_byte(0x80, 0);
for (i=0; i<504; i++)
LCD_write_byte(0, 1);
}
void LCD_set_XY(unsigned char X, unsigned char Y)
{
LCD_write_byte(0x40 | Y, 0); // column
LCD_write_byte(0x80 | X, 0); // row
}
void LCD_write_char(unsigned char c)
{
unsigned char line;
//c -= 32;
//for (line=0; line<6; line++)
//LCD_write_byte(font6x8[c][line], 1);
for (line=0; line<7; line++)
LCD_write_byte(font7x13[c][line], 1);
for (line=7; line<14; line++)
LCD_write_byte(font7x13[c][line], 1);
}
void LCD_write_String(unsigned char X,unsigned char Y,char *s)
{
unsigned char line;
unsigned char i=0;
while (*s)
{
LCD_set_XY(X+i*7,Y);
for (line=0; line<7; line++)
LCD_write_byte(font7x13[*s-0X30][line], 1);
LCD_set_XY(X+i*7,Y+1);
for (line=7; line<14; line++)
LCD_write_byte(font7x13[*s-0X30][line], 1);
s++;
i++;
}
}
void LCD_write_chi(unsigned char X, unsigned char Y,
unsigned char ch_with,unsigned char num,
unsigned char line,unsigned char row)
{
unsigned char i,n;
LCD_set_XY(X,Y); //设置初始位置
for (i=0;i{
for (n=0; n{
if (n==ch_with) //写汉字的下半部分
{
if (i==0) LCD_set_XY(X,Y+1);
else
LCD_set_XY((X+(ch_with+row)*i),Y+1);
}
LCD_write_byte(china_char[line+i][n],1);
}
i++;
LCD_set_XY((X+(ch_with+row)*i),Y);
}
}
void LCD_move_chi (unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char T)
{
unsigned char i,n,j=0;
unsigned char buffer_h[84]={0};
unsigned char buffer_l[84]={0};
for (i=0; i<156; i++)
{
buffer_h[83] = china_char[i/12][j];
buffer_l[83] = china_char[i/12][j+12];
j++;
if (j==12) j=0;
for (n=0; n<83; n++)
{
buffer_h[n]=buffer_h[n+1];
buffer_l[n]=buffer_l[n+1];
}
LCD_set_XY(X,Y);
for (n=0; n<83; n++)
{
LCD_write_byte(buffer_h[n],1);
}
LCD_set_XY(X,Y+1);
for (n=0; n<83; n++)
{
LCD_write_byte(buffer_l[n],1);
}
delay_nms(T);
}
}
void LCD_draw_map(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *map,
unsigned char Pix_x,unsigned char Pix_y)
{
unsigned int i,n;
unsigned char row;
if (Pix_y%8==0) row=Pix_y/8; //计算位图所占行数
else
row=Pix_y/8+1;
for (n=0;n{
LCD_set_XY(X,Y);
for(i=0; i{
LCD_write_byte(map[i+n*Pix_x], 1);
}
Y++; //换行
}
}
void LCD_write_byte(unsigned char data, unsigned char command)
{
PORTB &= ~LCD_CE ; // 使能LCD
if (command == 0)
PORTB &= ~LCD_DC ; // 传送命令
else
PORTB |= LCD_DC ; // 传送数据
SPDR = data; // 传送数据到SPI寄存器
while ((SPSR & 0x80) == 0); // 等待数据传送完毕
PORTB |= LCD_CE ; // 关闭LCD
}