4。3 上位机程序设计 29

4。4 系统可靠性分析 31

4。5 本章小结 31

5 设计结果 33

5。1 硬件系统运行概况 33

5。2 软件系统运行概况 33

5。3 误差测量实验 34

5。4 本章小结 35

结论 36

致谢 37

参考文献 38

附录A  程序中使用的重要变量和函数声明 39

附录B  文中涉及的重要程序段或处理函数的具体实现 40

1 引言

1。1 数字频率计发展现状

1。2 数字频率计发展趋势

1。3 本课题研究的主要内容

按照数字频率计功能的要求，从硬件上设计了整形变换电路将被测信号处理成单片机可以识别的数字信号，同时设计了简单的滤波电路使得频率计的抗干扰能力得以提升，并且以单片机为核心，设计了测频系统，并将测得的频率显示在LCD显示屏上。

在Keil开发平台上利用单片机C语言设计了对应于各个硬件模块的控制程序，由定时器初始化模块、定时器中断服务模块、LCD显示模块等共同实现。同时，设计了串口发送模块，将测得的频率通过串口发送到计算机上，利用LabVIEW图形化编辑软件将单片机上送的数据进行处理，将频率的波动通过图表直观地显示出来。

2 频率测量原理

2。1 频率测量概述

所谓“频率”就是一个具有周期性的信号在某个特定的时间间隔（1s）内变化的次数。如果在这个特定的时间间隔内测得这个周期性信号重复变化的次数为N，那么它的频率可以表示为f=N/T。而利用整形电路将被测信号变成脉冲信号，其重复频率将等于被测频率fx。标准的系统时钟信号发生器产生标准的时间脉冲信号，如果其周期为1s，那么闸门电路的输出信号持续时间也等于1s。标准的时间脉冲信号对闸门电路进行控制，当脉冲信号到来时，闸门打开，被测脉冲信号通过闸门电路，每通过一个脉冲信号，计数值加一。标准时间脉冲信号结束时闸门电路关闭，计数器停止计数。由此可以计算出被测频率fx=NHz[2]。论文网

2。2 传统频率测量方法

使用单片机测量频率，通常是将单片机的定时器配置为计数模式来完成的，传统的测量方法和原理有两种[3]：

（1）测频法：即直接利用单片机测量频率。可以把待测的信号连接到单片机的输入端计数器上，在定时器的标准时间里，对频率脉冲进行计数，计数值就是单位时间内的脉冲个数，当单位时间为1s时，即为待测信号的频率。如图2。1所示为测频法原理图。

图2。1 测频法原理图 STM32单片机的电力系统数字频率计设计+流程图(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_136764.html