基于單片機(jī)的數(shù)字頻率計(jì)該如何設(shè)計(jì)

注：本文只講思路，沒(méi)有具體原理圖和代碼，伸手黨可以走開(kāi)了，有基礎(chǔ)的留下，不然看不懂。

事情要追溯到2014年5月3日的夜里，我的貼吧私信收到一條消息，不過(guò)我當(dāng)時(shí)沒(méi)看到，一直到四號(hào)晚上才注意到：

您好，我正在做關(guān)于頻率計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)題目是《基于單片機(jī)的通用計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)》。

內(nèi)容：

利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量，時(shí)間間隔測(cè)量，并將測(cè)量值顯示。

技術(shù)要求：

(1)頻率測(cè)量范圍：0～200MHZ;

(2)頻率分辨率：10-10HZ;(10的負(fù)10次冪)

(3)時(shí)間間隔分辨率：150ps;(150皮秒)

我有在網(wǎng)上進(jìn)行搜索，有一些了解系統(tǒng)大概這樣運(yùn)行：產(chǎn)生信號(hào)--放大整形---分頻(不知原因)-----單片機(jī)檢測(cè)----顯示。

基本方法有：周期測(cè)頻法(適合低頻)，直接測(cè)頻法(適合高頻)等等。

我遇到的問(wèn)題是：

1.不知道用單片機(jī)能不能實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)要求，在網(wǎng)上沒(méi)看見(jiàn)到那么高的，最高的也就50MHz左右，大多數(shù)10幾MHz。

2.為什么需要分頻呢?

3.假如能實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)該如何設(shè)計(jì)?如果您知道的話，請(qǐng)給個(gè)方向，最好是系統(tǒng)的大體方案。

麻煩了，謝謝~~

并不是所有的私信我都會(huì)認(rèn)真去回復(fù)，之所以對(duì)這哥們的題目感興趣，是因?yàn)樗莻€(gè)會(huì)提問(wèn)的人。

首先，他說(shuō)清楚了自己做的題目，這是開(kāi)頭，然后他解釋清楚了他的項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的功能，這是最重要的，如果連功能都描述不清，別人是沒(méi)法給你幫助的;最后，他提出了他遇到的問(wèn)題，這說(shuō)明他是個(gè)知道思考的人，不像別人，基本不思考，上來(lái)就要完整的方案，雖然我盡量滿足大部分人要求，但是還是希望大家盡量多思考一些，少伸手一些。

現(xiàn)在回到他的畢業(yè)設(shè)計(jì)上，其實(shí)他的設(shè)計(jì)的主要功能是檢測(cè)外來(lái)波形的頻率，這樣看的話，他的題目改為《基于單片機(jī)的頻率計(jì)的設(shè)計(jì)》更為合適一些，不過(guò)無(wú)所謂了。

頻率測(cè)量范圍：0～200MHZ：先說(shuō)普通的51單片機(jī)，通常能接的最大晶振也就24M左右，由于是復(fù)雜指令集，每秒能運(yùn)行的簡(jiǎn)單指令也就2M條。這個(gè)速度，去檢測(cè)200M的頻率肯定是不可能的。所以，需要把200M進(jìn)行分頻，降低到51單片機(jī)能檢測(cè)出來(lái)的范圍內(nèi)。

至于剩下的參數(shù)：頻率分辨率，時(shí)間間隔分辨率就都簡(jiǎn)單了。方案的大體結(jié)構(gòu)也就出來(lái)了。

按鍵控制、數(shù)碼管顯示;

外部信號(hào)接到分頻電路上進(jìn)行分頻，如果外部信號(hào)是正弦波，分頻電路還能把波形整形為方波;

分頻后的方波接到單片機(jī)外部中斷引腳上，配置該引腳下降沿觸發(fā)中斷;

通過(guò)計(jì)算兩次中斷之間的時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算外部波形的頻率;

計(jì)算出的數(shù)值顯示在數(shù)碼管或者LCD上面。

圖片是他傳過(guò)來(lái)的參考電路，和我預(yù)想的差不多，只是分頻電路這里考慮的不太一樣。方法有很多，能達(dá)到想要的效果就行，不要太拘泥于形式。