简易数字频率计电路图(1)本文介绍一种由六功能电子表改装而成的数字频率计。它具有成本低、制作调试简单、读数方便等特点。非常适合初学者自己制作。
工作原理：根据六功能电子表(以下简称“手表”)的原理，当手表处于“计时”工作状态时，按两次“前进”键后，手表的显示时间就是两次按键的间隔时间。若间隔时间为t，电表显示值为m，则m=t f/n (f为注入电表的信号频率，n为电表的分频系数)。当T=N(或T=N10-x)时，则F=M(或F=M10x)，即显示值M就是输入到电表的信号频率F。这就是这个频率计的基本工作原理。
如图所示。
9V电源由IC1稳压，为IC2和IC3提供稳定的5V电源，5V电源由R7和LED2降压，为电子表提供1.5V电源。IC2，IC3等。完成表计清零，产生T=N10-x(32.80S和3.28S)的标准键脉冲。S2为档位转换开关，分为10和 100两档，单位为Hz；SB是测量按钮；S1' ~ S3 '分别是表格的模式、设置和前进按钮。工作过程如下：接通电源，由IC2(NE555)、R1 ~ R4、C3组成的自激振荡器振荡，C5清零后IC3(CD4017)开始计数。一定时间后，Q9输出高电平，由于Q9连接到EN端，IC3计数停止。之后，按S1键将手表切换到“计时”状态。测量期间，被测信号连接到A和B的两端，S3设置为测量位，信号由R11、D1和D2限制，然后通过C7耦合到电表。按下SB和Q9的高电平清除IC3并重新计数。随着IC2脉冲的不断输入，IC3的Q1Q9依次输出高电平。Q1输出高电平时，相当于按一次S2的键，表清零(显示为0:00OO)；当Q3输出高电平时，相当于按下了S3的键，手表开始计数(实际上是在计数)；当Q8输出为高电平时，相当于再次按下S3键，定时器停止。此时显示的值是IC2输出的五个脉冲周期内进入表格的脉冲数(即频率)。当Q9输出高电平时，IC3计数停止，完成测量过程。R8 ~ R10、LED3、LED4用于限制输入到电表按键控制端子的电压；LED1用于测量指示，测量后发光表示测量时间到，可以读数。
元器件：S1为电源开关，S2和S3为小型单刀双掷拨动开关，SB为测量按钮开关。为了保证测量的稳定性和准确性，C3应选择低泄漏电流、16V电压的钽电容器，R1 ~ R2最好使用1/4W金属薄膜电阻，R3和R4应使用1/2W 51K线性微调电位器。为了安装方便，电子表需要使用带“表跑”功能的BP机电子表。如图所示选择其他组件。
制造调试：打开电子表后壳，小心拆下电路板，找到手表的电源()和(-)极，以及“SET”和“ADVANCE”按钮的触点，做好标记，试着用细软导线引出表壳，然后将内部晶振的一个端点从电路板上断开。参照电路图连接小开关S3，将S3固定在表壳的一侧(手表内侧正好有这个空间)，将各引出线与主电路板连接。调整：打开电源，将手表设置为“计时”工作状态，将S3设置到校准位置，按SB进行校准。S2 10位时，调整R3使显示值为32.80S(理论值为32.768s)；当S2 100位时，调整R4使显示值为3.28秒
使用注意事项：1。测量后，显示值与S2所在档位的乘积即为被测信号的频率，单位为赫兹。在S2 10档，误差为10HZ；在S2 100齿轮中，误差为100赫兹。当显示值>59.99S时，分位数值应为6000，然后加上
功能：1。如果想测量更高的信号频率，可以采用限幅前加分频电路的方法。例如，使用CD4017可以将范围扩展到10MHZ等。2.如由IC2等组成的振荡器中的电容、电阻(或电感)等。被待测元件代替，根据振荡器的脉冲周期T与元件参数的比例关系，可以利用它测量上述元件的参数值。
简易数字频率计电路图(二)本文利用预分频器SAB6456A和高速数字分频器74HC390的分频功能，结合新型MSP430F449单片机，给出了一种新颖的测量射频频率的全自动数字显示设计方案。
图1信号前端处理和分频电路
主要设备介绍
MSP430F449单片机
MSP430F449采用16位RISC结构，片内外设丰富，片内工作寄存器和存储器容量大，性价比高。其特点包括：
超低功耗：可在1.8V~ 3.6V电压下工作；它有工作模式(AM)和五种低功耗模式(LPM)。在低功耗模式下，CPU可以被中断唤醒，响应时间小于6ps。
强大的计算能力：16位RISC结构，丰富的寻址方式；中断源有16个，可以任意嵌套；指令周期可达125ns由8MHz时钟驱动；它包含一个内部硬件乘法器和大量寄存器，以及高达64KB的Flash程序空间和2KB的ram，保证了数据和操作的存储。
丰富的片内外设：包括看门狗定时器、基本定时器、比较器、16位定时器(TA、TB)、串口0和1、LCD驱动、6个8位I/O口、12位ADC(最高采样率200kHz)等。丰富的片内外设可以轻松构建一个相对完整的系统。此外，充分利用了计数器的多路任意波形产生功能和中断控制功能，保证了一些复杂时序控制任务的完成。
方便高效的开发环境：MSP430F449是一款Flash设备，片上有调试接口和电可擦闪存。可以先把程序下载到Flash里，然后通过设备里的软件控制程序的运行。JTAG接口读取片上信息，供设计人员调试。这种方法不需要仿真器和编程器，调试起来非常方便。
预分频器SAB6456A
SAB6456A是一款专门为UHF/VHF设计的预分频器。的内部MCpin为分频控制端，可对70MHz-1GHz频率范围内的信号进行64/256分频，MC引脚开路时进行64分频；MC引脚接地时的256分频。它灵敏度高，谐波抑制能力强。
图2单片机外围电路
操作原理
本设计主要分为分频和计数两部分。首先输入信号被SAB6456A限幅分频，256分频后的信号被两个74HC390高速分频器1000分频。此时，模拟信号变成了频率低于10kHz的低频数字信号。其次，分频后的信号直接连接MSP430F449单片机，内部16位定时器A用于计时计数。定时器可以分为几个部分：计数器部分、捕获/比较寄存器和输出单元。其中，计数器有四种工作模式和三个捕获/比较寄存器。利用计数器的连续计数模式和上升沿捕获模式，在定时器中断中计数N个脉冲信号次数，然后除以N得到频率.
硬件设计
图1显示了信号的前端处理和分频设计。输出信号由两片SN74HC390分频。SN74HC390是一款高速分频器，最高交叉频率为50MHz。每个SN74HC390可以100分频，两块串联，可以1000分频信号。分频后的数字信号频率较低，约为4kHz以下，单片机可直接计数。
图2是单片机的外围电路，包括单片机工作所必需的复位电路、电源电路和晶体振荡器。晶振有两种：8MHz和32.768kHz 8MHz用作定时器a的计数器输入时钟源；32.768kHz用作数码管的显示频率。74LS373是
将分频OUT的输出端连接到单片机的频率输入端，延时一段时间直到信号稳定。开启捕获中断和定时器A，在定时器A中断中计数N个脉冲，测量结束后得到N个脉冲的时间，然后除以N得到脉冲的频率，乘以分频系数得到实际频率并显示。短暂延时后，重新测量，如此循环测量显示。
测量频率时，为确保精度，LED显示屏应关闭。因此，解决方案是测量更少的脉冲，以减少频率较低的信号的平均测量时间或延迟。
采用动态扫描显示。动态扫描显示的原理是：P4依次向每一位输出扫描信号，使每一位只选通一个数码管。然后P3将显示的字体代码输入到该位，驱动该位字体段显示字体。这样，在P3发出的码段和P4发出的位段的配合下，每个数码管可以依次显示自己的字形，每个数字的显示时间要超过1ms，人眼感觉不到闪烁。
主要测量程序如下：
无效频率_测量(无效)
{float tmp，tmp1
key _ flag=0；//密钥标志被清除为0。
P1OUT |=BIT0
延时(1000)；File://延迟一会儿，等信号稳定。
while(1)
{ IE2=~ 0X80文件：//关闭BT和LED
first flag=1；//开始测量第一个脉冲
TACTL |=TAIE文件：//打开捕获
cctl 1 |=CCIE；//开启计时器a
while(f _ ok _ flag==0)；//等待测量结束
f _ ok _ flag=0；
如果(aa1"aa2)
溢出=溢出-1；
tmp=aa2-aa1；
tmp1=40.0/(溢出* 0.008191875(tmp/8000000.0))；
结果=tmp1 * 0.256
IE2 |=0X80//打开BT和LED
偃师(2，2)；//可以在这里修改参数。延迟越大，延迟时间越长。如果太小，LED会变暗。
cctl 1=~ CCIE；//关闭捕获
TACTL=~ TAIE//关闭计时器a
返回；
}
}
流程图如图3所示。
图3主程序流程
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本文给出的硬件和软件已经过实践检验，该测量仪测量结果的准确度较高。该测量仪价格低廉，结构简单，是一种经济型频率测试仪。
简易数字频率计电路图(3)频率计由频压转换电路、触发脉冲发生器、分频器和3个1/2位数字面板表组成。
IC1是一个高速TTL施密特触发器74HC132。整形后，输入信号被送到四级10分频电路或触发电路(由量程开关K2控制)。IC1、IC2、IC3和C4R4组成一个4us触发脉冲发生器。IC5(555)、R7、C5组成单稳态电路，三脚输出经过面板表内部由R8、R9和0.01uF电容组成的积分网络后转换为平均d C电压值，即555输出的Vp脉冲峰值转换为VP T/T，其中T为脉冲宽度，T为与输入频率F成反比的脉冲周期， 或者写成VP T F，因为单稳态电路的输出幅度和脉宽是固定的，所以平均输出电压只与频率成正比。 校准3 1/2位面板表的参考电压值时，可直接显示输入频率值。
本电路的测量范围分为5个等级：2kHz、20kHz、200kHz、2MHz和20MHz。55单稳态电路的脉宽取决于R7和C5的时间常数，图示参数对应的脉宽约为300us。
简易数字频率计电路图(四)1。频率测量原理
电路原理如下图所示。本地频率计通过对输入脉冲计数来测量频率，测量范围为1Hz-99.999 khz(1Hz以下略有偏差)IC9构成时钟电路。C2、32768Hz晶体、R3、R4和IC9内部电路组成振荡电路，产生的32768Hz脉冲在IC9中被14级分频，然后2Hz脉冲从脚输出送到IC8脚。C3和R5是IC8的上电复位电路。由于输入脉冲为2Hz，IC8的输出端y0至Y9依次产生0.5s的高电平第一个脉冲，使IC8引脚为高电平，同时复位IC1至IC5。此时数码管显示为零。第一个和第二个脉冲由VD1和VD2合并成宽度为Is的标准脉冲，由IC8-1反相，成为低电平控制计数门。大门打开，计数器开始计数。当第三个脉冲到来时，IC5=引脚变为高电平，计数停止，显示测量值，一直持续到第十个脉冲，所以第十一个脉冲到来时读数周期为3.5s，计数器再次清零，开始下一次测量，重复循环。
由于选通时间为1s，1s内计数的脉冲数即为测量频率。
2.被测信号的输入、放大和整形：R1、C1构成输入电路。IC1O-2和R3构成一个放大电路。R3使IC1O-2处于线性放大状态，调整其电阻值可以调整IC1O-3的放大增益。IC1O-4将输入信号整形为方波信号。测量信号送到IC5的输入端计数，然后数码管显示计数。
3.设计特点：振荡频率为32768HZ的晶振经过14级分频后频率为2HZ，因此选用CD4060作为分频器。输出脉冲为2HZ，经CD4017两次分频后达到0.5HZ，再由vd1和VD2合成为所需的1HZ参考信号，由门电路形成标准控制脉冲，达到精确测星的目的。
频率源采用应时晶体，分频后合成的方法是本设计的关键。门控计数，时间准确，显示精度高。同时数码管显示时间仅为3.5秒，响应速度快。且成本低，易于制造，无需调试。
技术指标
1.工作电压：3.8V DC。
2.输入灵敏度：30MV；3.分辨率：1Hz；4.输入波形：正弦波、方波、三角波；5.最大输入电压：30V；6.测量范围：1Hz-99999 khz:
动态LED数码管。r是复位端。当R=1时，计数器直接复位oTE端子的门控信号。当TE=0时，计数器开始计数。当TE=1时，停止计数，但保留显示的结果。电路采用3.8V电源供电，既能满足驱动LSD的要求，又能降低干扰和功耗。
2.振荡电路：频率为32768HZ的应时晶体[集成电路CD4060和CD4017用作分频器。
主要部件的选择
1.驱动与显示：用5个CD40110(IC1~5)驱动5个LED共阴极数码管，形成5位十进制计数显示。
CD40110包括一个十进制计数器和一个7段解码器，解码输出可以直接驱动LED数码管。r是复位端。当R=1时，计数器直接复位oTE端子的门控信号。当TE=0时，计数器开始计数。当TE=1时，停止计数，但保留显示的结果。电路采用3.8V电源供电，既能满足驱动LSD的要求，又能降低干扰和功耗。
2.振荡电路：频率为32768HZ的应时晶体[集成电路CD4060和CD4017用作分频器。
