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頻率計是我們經(jīng)常會(huì )用到的實(shí)驗儀器之一，本實(shí)驗要使用單片機和計數電路及液晶器件來(lái)設計一個(gè)寬頻的頻率計。期望達到10Hz－1.1G范圍的頻率精確測量。 2）前置放大及分頻電路：那位大俠有好的電路？(注：本實(shí)驗正在改進(jìn)階段，此線(xiàn)路圖遲點(diǎn)才提供)。 設計思路 頻率的測量實(shí)際上就是在1S時(shí)間內對信號進(jìn)行計數，計數值就是信號頻率。用單片機設計頻率計通常采用兩種辦法，1）使用單片機自帶的計數器對輸入脈沖進(jìn)行計數，或者測量信號的周期；2）單片機外部使用計數器對脈沖信號進(jìn)行計數，計數值再由單片機讀取。 由于單片機自帶計數器輸入時(shí)鐘的頻率通常只能是系統時(shí)鐘頻率的幾分之一甚至幾十分之一，因此采用單片機的計數器直接測量信號頻率就受到了很大的限制。 本實(shí)驗電路采用方式2，使用一片74LS393四位雙二進(jìn)制計數器和Atmega8的T1計數器組成了24位計數器，最大計數值為16777215。如果輸入信號經(jīng)過(guò)MB501分頻器進(jìn)行64分頻后再進(jìn)行測量，則固定1S時(shí)基下最高測量頻率為1073.741760Mhz。 為了方便得到準確的1秒鐘測量閘門(mén)信號，我們使用了Atmega8的異步實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，采用32.768Khz的晶振由TC2產(chǎn)生1秒鐘的定時(shí)信號。 測量原理： 單片機打開(kāi)測量閘門(mén)，即PB1輸出高電平，同時(shí)TC2定時(shí)器啟動(dòng)。74LS393開(kāi)始對輸入脈沖進(jìn)行計數，74LS393每計數達256時(shí)，Atmega8的T1計數器也向上計數1次。當1S定時(shí)到達時(shí)，單片機產(chǎn)生中斷，PB1輸出低電平關(guān)閉測量閘門(mén)，然后Atmega8讀取74LS393和T1的計數值，然后送LCD顯示。 由于1S的測量閘門(mén)時(shí)間在業(yè)余條件下不好測試，因此，實(shí)驗程序中在LCD上同時(shí)顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘用于判斷1S閘門(mén)時(shí)間的準確性。實(shí)驗中，我使用CDMA手機上顯示的GPS衛星精確時(shí)間進(jìn)行比較。手機時(shí)間顯示的最小單位是分鐘，測量時(shí)一旦手機分鐘值發(fā)生跳變，則立即記錄下LCD顯示的秒值，這樣的話(huà)讓頻率計運行一段時(shí)間后，再多次記錄下LCD顯示的秒，就可以準確判斷頻率計的異步時(shí)鐘是否準確。實(shí)驗過(guò)程中，我讓頻率計走了10個(gè)小數左右，測量的1S時(shí)鐘還是非常準確的。 實(shí)驗問(wèn)題：實(shí)驗測試8M有源晶振的測量結果如上圖所示，而測試4M普通晶振的測量結果是3.999932MHz。感覺(jué)上好像測量稍稍有一點(diǎn)偏低。 實(shí)驗源程序： |
