本课题设计的简易数字频率计即使能把测量出来的周期量和频率量用液晶显示器直接显示出来的新型测频设备，同时这种设备还增加了扩展电路，以应对在工作中遇到的大频率的情况。众所周知，电子测量仪器的工作电压对其灵敏度和准确度以及使用寿命的性能有重要的影响，数字频率也不例外。

研究内容

本课题设计的数字频率能够把测量出来的周期量和频率量用液晶显示器直接显示出来的新型测频设备，同时这种设备还增加了扩展电路，以应对在工作中遇到的较大频率的情况。

研究方案 

方案一：系统测试部分采用中小规模集成电路，用机械式功能转换开关换挡，完成测频率和周期功能。

方案二：系统采用可编程逻辑器件作为信号处理及系统控制核心，完成包括计数、门控、显示等一系列工作。但此方案使用的PLD，不能充分地发挥PLD的优势及特点，并且测量精度不高，导致系统性能的性价比降低，系统的扩展受到限制。

方案三：系统采用量程自动转换的设计方法，基本思路是当输入低频信号时，系统自动判断输入的档次，然后选择低频档进行测量，当输入高频信号时，系统自动转换到高频档进行测量。其优点是：可在整个测频范围内获得同样高的测试精度和分辨率。大大降低了因手动控制的延时误差。

本课题设计的数字频率计主要由5个模块组成：前置放大分频电路、闸门电路、计数电路、主控芯片电路、显示电路组成。

输入信号放大分频电路将分两个档次对频率进行测量，一是低频信号输入端：前置两个二极管对输入信号进行限幅，然后经过三极管进行放大。二是高频信号输入端：直接用自带放大整形的分频器对信号进行放大。

闸门电路采用与非门进行闸门控制，本课题使用二输入四与非门74HC00以适应高频信号的高速计数。

制作频率计的关键点在于时基信号的准确性和稳定性，它决定频率的计算精度，负责电路的锁存和清零。其基本思路是：产生频率为一秒的时钟脉冲，当秒时钟到来时，既上升沿到来时，对锁存电路进行锁存，锁存以后才能对计数器进行清零，锁存和清零间隔要充分小，否则就影响电路的计数准确度。鉴于此，对锁存集成必须采用边沿触发形式的集成，并且计数器应该与锁存同步工作，既都在秒时钟的上升沿触发工作。另外大多的译码器都带有锁存功能，但是锁存方式基本上都是电平触发，若设计成电平触发的话，势必会增加电路的复杂度，还不如直接采用边沿锁存的单集成，所以不使用译码器中的锁存电路。时钟实现方法很多，本电路采用晶振电路，已求得高精度的时钟需求。

计数电路：因为考虑到单片机内部计数器的限制，本设计将增加计数器和单片机一起共同构成计数部分。显示部分采用图形液晶显示。之所以使用液晶显示是因为其占用的单片机资源极少，并且还可以显示一些辅助信息。在这里没有设计使用普通的数码管来显示，是因为其工作时需单片机扫描，这样就不能用软件来延时。当然如果设计成用数码管来显示，可以采用数码管专用驱动芯片来做一个显示模块。

电源电路设计成用两节直流电池与稳压模块共同构成。各个模块具体将在硬件电路中详细介绍。

设计好电路后，将通过计算机仿真先来初步实现频率计的测量，然后再购买元件。这样不但提高了效率，而且降低了因设计错误带来的损失。

主要研究内容

该课题的研究工作是设计一个基于单片机应用技术，具有实用价值，操作方便的数字频率计。能够测得正弦波、方波和三角波的常用波形，并将测量到的数据输出显示。

设计主要以基于单片机的应用技术来完成频率测量，在设计中所选用的单片机核心器件是ATMEL公司的升级产品AT89S51芯片和相应的外围电路组成。通过软件来调试单片机，控制测量输入信号的频率。测频分两个档次，高频档采用扩展分频器分频的方式，低频率档直接用三极管对信号进行放大。

设计的前期将通过单片机仿真实现后再用Protel DXP封装制板或用万能板直接焊接，用电脑仿真可以实现程序的现场可调试性，减少因无仿真实现而带来的不必要的设计错误。