文档介绍：0引言
随着无线电技术的发展与普及，〃频率〃已经成为广大群众所熟悉的物理量。 而单片机的出现，更是对包括测频在内的各种测量技术带来了许多重大的飞跃，然 而，小体积、价廉、功能强等优势也在电子领域占有非常重要的地位。 给出了一种以0引言
随着无线电技术的发展与普及，〃频率〃已经成为广大群众所熟悉的物理量。 而单片机的出现，更是对包括测频在内的各种测量技术带来了许多重大的飞跃，然 而，小体积、价廉、功能强等优势也在电子领域占有非常重要的地位。 给出了一种以单片机为核心的频率测量系统的设计方法。
1测频系统的硬件结构
测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种。无源 测频法（又可分为谐振法和电桥法），常用于频率粗测，精度在1%左右。有源比较 法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象，再通过 检测零拍现象进行测频，常用于低频测量，误差在零点几Hz；后者则利用两个非 线性信号叠加来产生差频现象，然后通过检测零差现象进行测频，常用于高频测 量，误差在±20 Hz左右。以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足，而电子 计数法主要通过单片机进行控制。由于单片机的较强控制与运算功能，电子计数法 的测量频率范围宽，精度高，易于实现。本设计就是采用单片机电子计数法来测量 频率，其系统硬件原理框图如图1所示。
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为了提高测量的精度，拓展单片机的测频范围，本设计采取了对信号进行分 频的方法。设计中采用两片同步十进制加法计数器74LS160来组成一个100分频 器。该100分频器由两个同步十进制加法计数器74LS160和一个与非门74LS00共 同设计而成。由于一个74LS160可以分频十的一次方，而当第一片74LS160 工作 时，如果有进位，输出端
TC便有进位信号送进第二片的CEP端，同时CET也为高 电平，这样两个工作状态控制端CET、CEP将同时为高电平，此时第二片74LS160 将开始工作。
2频率测量模块的电路设计
用单片机电子计数法测量频率有测频率法和测周期法两种方法。测量频率主 要是在单位定时时间里对被测信号脉冲进行计数；测量周期则是在被测信号一个周 期时间里对某一基准时钟脉冲进行计数。
8051测频法的误差分析
电子计数器测频法主要是将被测频率信号加到计数器的计数输入端，然后让 计数器在标准时间Ts1内进行计数，所得的计数值N1。与被测信号的频率fx 1的 关系如下：
而电子计数器测周法则是将标准频率信号fs2送到计数器的计数输入端，而让被测 频率信号fx2控制计数器的计数时间，所得的计数值N2与fx2的关系如下：
事实上，无论用哪种方法进行频率测量，其主要误差源都是由于计数器只能进行整 数计数而引起的±1误差：
AN
对于测频法，有；
_^_±1 1_ Zn
铲可〒士猛- L
对于测周法，则有：
可见，在同样的Ts下，测频法fx1的低频端，误差远大于高频端，而测周法在 fx2的高频端，其误差远大于低频端。理论研究表明，如进行n次重复测量然后取 平均，则±1误差会减小n倍。如给定±1误差£0,则要求e<e0o对测频法 要fxl三
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对测周法则要求fx2W£0fs2。因此，对一给定频率信号f