N

图 1。2 测频法的原理示意图

1。2。2。2 周期法测频

周期法的含义是，在待测量的电信号的一周期内，对产生的标准脉冲进行计数所得到的

值 N 与 f  的关系是: f   Fz  。

x x N

把单片机里的定时/计数器设置成为一个 16 位的定时器，将内部机器的周期进行计次， 由外部中断 0 来进行控制其是否开或者关，当探测到一个周期信号的一个下降沿时进行计次， 在下个下降沿出现时将停掉计次。文献综述

f x  ，测周法可能产生的误差结果同样是由于计数器

仅可以作整数计数导致的±1 误差，当频率处于高频段的时候，产生的误差很大，所以仅应 用来测量低频率的信号。

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图 1。3 周期法测频的原理示意图

1。2。2。3 多周期法测频

标准频率的信号并不是用作填充待测信号的周期, 是和被测量的信号输进两不同计数器 里来同步计数。第一步，单片机会输出一个用于闸门开启的信号，与此同时，计数器不开始 计次，而是待被测量的信号的下降沿到来的时候, 再进行计数。在这之后,计数器再分别对待 测的信号和标准信号两者进行计数。在单片机输出了闸门关闭的信号的时候, 计数器并不是 马上停掉计数，要到待测的信号的下降沿来到时才结束计数, 一个测量流程才结束，如图 1。4 所示。因此得以看出，实际上的闸门与参考闸门并不是绝对相同的，但是其差值不会比被测 信号的一个周期更大。

待测的信号计数值为 Nx ，标准信号的计数为 N 0 ，标准信号频率为 f0 ,那么被测信号频率

。仅与标准信号以及计数时间有关系，与被测AAA

信号没有关系，测量精度得到大大提高。多周期同步法闸门的时间并不是固定值，而是被测 信号的整周期倍，也就是与被测信号同步，所以被测信号计数产生的 1 个误差消除了，达到 了在整个测量频段等精度测量的目的。

预置闸门实 际 闸 门 标准频率信号个数

多周期法测频的原理示意图

2。 硬件电路设计

2。1 MCS—51 单片机简介

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2。1。1 单片机内部介绍

C-51 是一种 8 位的 CPU，具有片内振荡器，有 4K 字节的 ROM，128 字节的 RAM，21 个特殊功能寄存器，32 根 I/O 线，可寻址各 64K 字节外部数据，以及程序存储器空间。2 个 16 位的定时器/计数器。有五个中断源，两个优先级。有一个全双工串行口，具有位寻址功 能，适用于布尔运算的位处理机。