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武汉大学珞珈学院本科生毕业论文（设计）开题报告

毕业论文（设计）题目数字频率计系统设计

系：电子信息科学系学号：xxx姓名：xxx

一、论文选题的目的和意义

数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测

量仪器，并且与许多电参量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的

测量就显得更为重要。在数字电路中，数字频率计属于时序电路，它主要由具有

记忆功能的触发器构成，计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在电

子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果

都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得尤为重要。测量频率的方法有多种，

其中电子计数器测量频率具有使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动

等优点，是频率测量的重要手段之一。

为了实现智能化的技术，测频实现宽领域，高精度的频率计，一种有效的

方法是将单片机用于频率计的设计中去。单片机数字频率计以其可靠性高，体积

小，价格低，功能全等优点，广泛的应用于各种智能仪器中，这些智能仪器校核

以及测量过程的控制中，达到了自动化传统仪器中的开关和按钮被键盘所代替，

测试人员在测量时只需按需要按的键，省掉了很多繁琐的人工操作，而采用lcd

液晶显示器能够清楚明了的显示出测得的实验数据。

二、国内外关于该论题的研究现状和发展趋势

研究现状：随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。

对于抵挡产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性能搞，低价格。而对

于中高档产品，则要求有高分辨率，高精度，搞稳定度，高测量速率；除通常通

用计数器所具有的功能外，还要有数据处理功能，时域分析功能等等，或者包含

电压测量等其他功能。这些要求有的已经实现或者部分实现，但要真正完美的实

现这些目标，对于生产厂家来说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展

到头了。

由于微电子技术和计算机技术的发展，频率计都在不断地进步着，灵敏度不

断提高，频率范围不断扩大，功能不断地增加。在测试通讯、微波器件或产品时，

通常都是较复杂的信号，如含有复杂频率成分、调制的或含有未知频率分量的、

频率固定的或变化的、纯净的或叠加有干扰的等等。为了能正确地测量不同类型

的信号，必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。微波计数器一般使

用类型频谱分析仪的分频或混频电路，另外还包含多个时间基准、合成器、中频

放大器等。虽然所有的微波计数器都是用来完成技术任务的，但制造厂家都有各

自的一套复杂的计数器的设计、使得不同型号的计数器性能和价格会有所差别，

比如说一些计数器可以测量脉冲参数，并提供类似于频率分析仪的频幕显示，对

这些功能具有不同功能不同规格的众多仪器。我们应该视测试需要正确的选择，

以达到最经济和最佳的应用效果。

发展趋势：数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间

实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。现如今，数字频率计已经不仅仅

是测量信号频率的装置了，用它还可以测量方波脉冲的脉宽。在人们的生活中频

率计也发挥着越来越重要的作用，比如用数字频率计来监控生产过程，这样可以

及时发现系统运行中的异常情况，以便给人们争取时间处理。

除此之外，它还可以应用于工业控制等其它领域。在传统的电子测量仪器

中，示波器在进行频率测量是频率较低，误差较大。频率仪可以准确的测量频率

并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时的跟踪捕捉到被测信号的频

率变化。正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此频率

计拥有非常广泛的引用范围。

在传统生产制造企业中，频率计被广泛应用在产线的生产测试中。频率计

能够快速的捕捉到晶体振荡器输出的频率变化，用于通过使用频率计能够迅速的

发现有故障的晶振产品，确保产品质量。

在计量实验室中，频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校

准。

在无线通讯测试中，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校

准，还可以用来对电台的跳帧信号进行分析。

对于频率计的设计目前也有专用芯片可以实现，如利用MAXIM公司的

ICM7240来设计频率计。但由于这种芯片的计数频率比较低远，不能达到在一些

场合需要测量很搞的频率要求，而测量精度也受到芯片本身的限制。提出的用

AT8C52单片机设计频率计的方法可以解决这些问题，实现精度较高、等精度和宽

范