基于arm的频率计设计大学论文
基于ARM的嵌入式高精度频率计的设计
嵌入式技术 电 子 测 量 技 术 EL ECTRON IC M EASU REM EN T TECHNOLO GY 第32卷第1期2009年1月 基于ARM的嵌入式高精度频率计的设计吕运朋1 李海威1 张全法1 蒋华勤2(1.郑州大学物理工程学院 郑州 450052;2.黄河科技学院 郑州 450052)摘 要:利用石英晶体微天平测量微量元素时,设计一种高分辨率的频率计至关重要。
通过改进硬件电路,解决了多周期同步测频方法在实际应用中并未完全消除+1误差的问题,彻底消除了被测信号的±1量化误差。
采用高精度有源晶振作为基准频率,利用ARM7微控制器L PC2220实现频率的计算、校准、闸门智能切换等,提高了频率计精度,频率测量分辨率达到0.1Hz以上,尤其适用于实时、高速、高精度测量等场合。
在QCM微量元素分析仪中的应用表明,此方案稳定可靠,测量快速,结果精确。
关键词:ARM;QCM;频率测量;智能化;L PC2220中图分类号:TP368 文献标识码:BDesign of high resolution frequency meter based on ARMLv Yunpeng1 Li Haiwei1 Zhang Quanfa1 Jiang Huaqin2(1.College of Physical Science and Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450052;2.Huanghe S&T College,Zhengzhou450052)Abstract:Designing a high precision cymometer is very important when measuring microelement using QCM(Quartz Crystal Microbalance)instrument.Conventional equal precision frequency measuring principle doesnπt remedy the±1 err in f ull.Designed a new circuit to eliminate the±1err completely.A higher Resolution of0.1Hz is achieved,by way of using a high precision oscillator as the clock benchmark,an ARM7micro controller L PC2220to calculate, calibrate and switch the strobe intelligently.It fits for the microelement measuring,especially in real time,high speed, high2precision applications.The result came out to be accurate,quick,high reliability and in low cost,verified in the QCM microelement measurement equipment.K eyw ords:ARM;QCM;frequency measure;intelligent;L PC22200 引 言在电子技术各参数中,频率测量的精确度是最高的(10-14),因而人们常利用某种确定的函数关系把其他电参数的精确测量转换为频率的测量。
毕业论文：一种基于单片机数字频率计的设计与实现综述
本科毕业论文（设计）题目：一种基于单片机数字频率计的设计与实现诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。
毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
特此声明。
论文（设计）作者签名：日期：目录目录 (I)摘要 (III)ABSTRACT (IV)第一章绪论 (1)1.1频率计概述 (1)1.2频率计发展现状及研究概况 (1)1.3本课题研究背景及主要研究意义 (2)1.4数字频率计的种类 (2)第二章数字频率计的结构设计 (4)2.1控制电路 (4)2.2单片机部分 (5)2.3数据显示电路 (6)2.4软件设计流程图 (9)第三章频率测量原理 (10)3.1测量频率的原理 (10)3.2直接测频法 (10)第四章系统设计 (11)4.1功能实现 (11)4.2硬件部分设计 (11)4.2.1 信号放大电路 (11)4.2.2 单片机AT89C52 (12)4.2.3 测量数据显示电路 (13)4.3硬件电路工作过程 (14)4.3.1 直接测频法的工作流程 (15)第五章数字频率计的设计与仿真 (17)5.1电路的设计 (17)5.1.1电路设计的内容和方法 (17)5.1.2电路设计的步骤 (18)5.2数字频率计的仿真 (19)第六章减小误差措施及扩展方面 (23)6.1减小误差措施 (23)6.2扩展方面 (23)6.3功能上的完善 (24)6.3.1 增加键盘控制 (24)6.3.2 实现自动量程转换 (24)6.3.3 液晶显示器（LCD）进行数据的显示 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)1硬件设计原理图： (28)2数字频率计测量频率程序： (29)一种基于单片机数字频率计的设计与实现摘要本文提出设计数字频率计的方案，重点介绍以单片机AT89C52为控制核心，实现频率测量的数字频率设计。
【精编完整版】基于单片机的数字频率计的设计毕业论文
目录1频率计的概要和发展动态 (1)2 单片机介绍 (1)2.1单片机的简介和发展 (1)2.2 AT89C51的原理 (2)2.2.1主要特性 (3)2.2.2管脚说明 (3)2.2.3振荡器特性 (4)2.2.4芯片擦除 (4)3 仿真软件protuse的介绍 (5)4系统模块设计 (6)5硬件部分 (6)5.1整形电路 (6)5.2控制电路 (7)5.3显示电路 (8)5.3.1 LCD1602引脚 (8)5.3.2 LCD1602的指令介绍 (8)5.4总体电路图 (9)6仿真结果 (11)6.1仿真结果 (11)6.2结果分析 (11)7 结论 (11)8参考文献 (12)附录 (12)1 keil C51软件介绍 (12)2 程序流程图 (13)3系统源程序 (14)1频率计的概要和发展动态在电子技术中，频率作为基本的参数之一，它与许多电参量的测量方案、测量结果密切相关，因此，频率的测量十分的重要。
在许多情况下，要对信号的频率进行精确测量，就要用到数字频率计。
数字频率计作为一种基础测量仪器，它被用来测量信号（方波、正弦波、锯齿波等）频率，并且用十进制显示测量结果。
它具有测量精度高、测量省时、使用方便等特点。
随着微电子技术和计算机技术的不断发展，单片机被广泛应用到大规模集成电路中，使得设计具有很高的性价比和可靠性。
所以，以单片机为核心的简易数字频率计设计，改善了传统的频率计的不足，充分体现了新一代数字频率计的优越性。
2 单片机介绍2.1单片机的简介和发展单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和IO接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强IO功能及较好的结构兼容性方向发展。
基于单片机的脉冲频率计的设计与实现本科毕业设计论文
苏州大学电子信息学院本科毕业设计论文毕业设计（论文)诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《基于单片机的脉冲频率计的设计与实现》是本人在指导老师下独立研究、写作的结果，论文中引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中加以说明；有关教师、同学和其他人员对本文的写作、修订提出过并为我在论文中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢词中加以说明并深致谢意。
本论文和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
论文作者：（签字）时间：2013 年月日指导老师已阅：（签字）时间: 2013 年月日苏州大学电子信息学院毕业设计（论文）任务书学生姓名王如顺学号指导教师马强职称学院电子信息工程学院专业电子信息工程题目名称基于单片机的脉冲频率计的设计与实现任务与要求：任务：1．掌握电子元器件的特性及其工作环境，学会查阅相关资料文献。
2．学会应用keil、Proteus、Protel等软件。
3．能够完成基本的硬件设计。
4. 学会调试系统软件、硬件，具备基本的故障排除能力。
要求：设计一个基于单片机控制的脉冲频率计，要求该频率计能够测得方波、三角波等多种波形的频率。
要求该频率计测量数值稳定，精度较高且安全经济。
要较强的实际应用意义。
开始日期2013年月日完成日期2013 年月日院长（签字）2013 年月日苏州大学电子信息学院毕业设计（论文）工作计划学生姓名王如顺学号指导教师王如顺职称学院电子信息学院专业电子信息工程题目名称基于单片机的脉冲频率计的设计与实现一、毕业设计（论文）进度起止时间工作内容2013.9.10-2013.10.10 查阅相关文献资料,学习有关电子元器件知识2013.10.11-2013.10.15 确立方案，检索相关技术资料，熟悉相关仿真软件，设计整体电路图原理和仿真PCB板,完成开题报告2013.10.16-2013.10.24 软件仿真设计，开始撰写论文2013.10.25—2012.10.30 进行系统软件和硬件调试2013.11.01—2012.11.24 整理资料，撰写毕业论文、论文答辩二、主要参考书目（资料）[1] 江晓安，董秀峰，杨颂华。
基于ARM7的高精度频率计的设计_薛巨峰
技术交流基于ARM7的高精度频率计的设计薛巨峰1 关子钧1 刘彬2东北林业大学机电工程学院1 哈尔滨铁路局物资管理处2摘要：文章通过对相位重合检测技术的分析，提出了基于此理论并用ARM7 作为主控芯片的高精度频率计的设计方法。
该设计方法通过捕捉相位之间的重合点，能够有效消除±1个字的计数误差。
在此基础上由于ARM7 具有32位的处理器内核以及流水线技术，使得频率计的测量速度和精度比传统的使用16位单片机设计的频率计要高很多。
本频率计最大测量频率为10MHz。
同时本设计采用安捷伦公司生产的恒温晶振10811A作为标准频率，能够有效保证测量精度能够达到10-10量级。
为了降低成本，在设计中选用采用ARM7 芯片内部的计数器以及用简单的逻辑电路进行设计。
由于其测量精度要超过多周期同步测量法，而成本又比模拟内插法和游标法低很多，因此此频率计拥有很广泛的市场前景。
关键词：相位重合点 频率计 ARM频率是人们工作和生活当中常用到的物理量之一。
其中时间、速度等物理量都可以用频率来表示。
近年来随着现代工业的发展，高精度的频率计得到广泛的重视与应用，比如各大高校和科研院所的实验室需要用到的频率计基准。
但是目前能够满足高精度测量要求的频率计结构复杂而且价格昂贵，因此设计一款精度高、成本低的频率计就十分必要了。
直接计数法是过去经常用到的测量频率的方法。
直接计数法包括两种测量原理，一种测量原理是在闸门时间T 不变的情况下，对被测频率进行计数，通过所计的脉冲数N与T的比值求出相应的频率值；另一种原理是在给定的一个被测信号周期内对标准频率进行计数，通过所计的数值N0与标准频率值求出被测频率。
但它们都存在±1个字的计数误差。
测量精度低。
其次是多周期同步测量法，此方法又叫作倒数计数器法。
它是目前频率测量中应用最为广泛的测频方法。
多周期同步测量法的测量原理是在若干个给定的被测信号的周期中对标准频率和被测频率同时计数，根据所测得数值求出被测频率。
基于单片机的频率计设计毕业论文[管理资料]
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毕业论文（设计）题目基于单片机的频率计设计英文题目The design of frequency meter based on single chip- 1 -摘要频率计，也称为频率表或电子计数器。
它不仅是电子测量和仪表专业领域中测量频率与周期、测量频率比和进行计数、测时的重要仪器，而且要比示波器测频更方便、经济得多，特别是现代电子计数器产品与组件和具有多种测量功能的数字频率计，已广泛应用于计算机系统、通讯广播设备、生产过程自动化测控装置、带有LED、LCD数字显示单元的多种仪表以及诸多的科学技术领域。
可以说伴随着数字化技术的发展，电子计算机、通讯设备、音频和视频技术进入科研、生产、军事技术和经济生活领域，直至家庭和个人，使得电子计数器和测频手段与上述电子设备耦连为形影不离的技术。
以单片机AT89C51为核心设计了一种频率计。
在设计中应用单片机的数学运算和控制功能，克服了一般数字频率计在低频精度不高的缺点；频率计首先以单片机内部的定时/计数器产生1S定时作为控制闸门信号，然后把被测信号放大整形后的方波脉冲信号的周期作为计数，从而求得被测信号的频率值，最后通过八位动态显示电路显示数值。
电路主要由以下三部分组成：。
它是频率计的核心，大部分工作由它完成；。
为频率测量作好准备；。
用于显示频率值。
关键词：单片机；频率计；显示- 2 -The design of frequency meter based on single chipAbstrac Frequency, also known as frequency counter or electronic form. It is not only electronic measurement instruments and professional in the field of measuring frequency and the cycle than the frequency of measurement and counting, the important measurement instruments, oscilloscopes and measuring frequency than more convenient, more economic, especially the modern electronic counter products and components And a variety of measurements of the digital frequency, has been widely used in computer systems, radio communication equipment, automated production process measurement and control devices, with LED, LCD modules figures show that the number of instruments and many scientific and technical fields. It can be said that along with the development of digital technology, computers, communications equipment, audio and video technology into the research, production, military technology and economic spheres of life, until the families and individuals, making electronic means of measuring frequency counter and the electronic equipment and even for the decoupling Inseparable technology.I have designed one kind of frequency meter which regarded Single-Chip Microcomputer AT89C51 as the mathematical operation of applying in designing Single-Chip Microcomputer and controlling the function, has overcome the general digital frequency meter in the shortcoming not high of the precision of low frequency; frequency meter at first with timing of Single-Chip Microcomputer / counter 1S produces as controlling the gate signal examine signal is it have a facelift square wave cycle conduct of pulse signal after count to amplify, is it examine into frequency value of signal to try to get , show through 8 circuit display number value dynamically circuit is made up of three following parts mainly: Single-Chip Microcomputer. It is a core of the frequency meter, most work are finished by it; and have a facelift the circuit. Prepare for frequency measurement; c. the display circuit. Used for showing frequency value. Key Words: Single-Chip Microcomputer; Frequency Meter; Display目录Abstract (III)引言 (1)第1.章概述1.1.频率计的定义 (1)1.2.频率计的发展与应用 (1)1.3.频率计的设计内容 (1)第2.章系统总体方案设计2.1.设计方案 (2)2.2.方案论证及选用依据 (3)2.3.频率测量的原理 (3)2.4.总体思路 (4)2.5.具体模块 (4)第3.章硬件电路的具体设计3.1.AT89C51主控制器模块 (5)3.2.单片机的定时\计数 (10)3.3.电源模块 (11)3.4.放大整形模块 (16)3.5.分频设计模块 (15)3.6.显示模块 (17)第4.章系统的软件设计4.1.软件模块设计 (20)4.2.中断服务子程序 (21)4.3.显示子程序 (22)4.4.应用软件简介 (22)第5.章总结 (23)参考 (25)附录 (26)引言1．概述在电子测量领域中,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,因此频率计在教学、科研、测量仪器、工业控制等方面都有较广泛的应用。
基于单片机的数字频率计的设计(毕业设计)
1.2 设计思路
测频的原理归结成一句话，就是“在单位时间内对被测信号进行
计数”。常用的频率测量方法主要有两种：直接测频法和间接测频法 （即测周期法）。直接测频法在低频段的相对测量误差较大，故常用 于测量高频信号；测周期法在高频段的相对测量误差较大，更适合于 测量低频信号由于本次设计的实际测量范围为1Hz～200KHz左右，主 要是针对在低频段的测量，且由于单片机具有程序运算功能，频率为 周期的倒数，这样使得频率测量与周期测量可以互通，故此次设计采 用间接测量法（测周期法）。其原理图如下所示：
使用液晶显示器（LCD）进行数据显示
采用LED显示管只能显示0～9和一些简单的英文字母，这使得频率计的功能 受到极大的限制，而LCD显示管能够解决LED的不足，增强显示功能。LCD具有体 积小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，因 此广泛应用于各种仪表设备中去。LCD液晶显示器主要有字符型和点阵型两种。 字符型LCD能显示特定的字符，应用在特定的场合，可以代替常用的LED显示器 显示和进行其他特殊字符的显示；点阵型LCD则可以以点阵的形式显示字符、图 形和汉字，满足各种需要。
被测闸门信号
未知
高频基准信号
实际检出已知信号
1.3 电路设计
数字频率计系统设计共包括四大模块：单片机控制模块、电源模
块、放大整形模块及ＬＥＤ显示模块。 数字频率计设计总框图如下：
被测信 号
放大整形电 路
单片机
LED 显 示
电源电 路
基于ARM的频率计设计
电控学院课程设计（论文）课程名称：ARM课程设计题目：基于ARM的频率计系统设计院（系）：电xxxxxxxxxxxxxxx专业班级：测控技术与与仪器xxxx班姓名：xxxxxxxxxxxx学号：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx2017 年 1 月6 日摘要随着移动设备的流行和发展，嵌入式系统已经成为一个热点。
它并不是最近出现的新技术，只是随着微电子技术和计算机技术的发展，微控制芯片功能越来越大，而嵌入微控制芯片的设备和系统越来越多，从而使得这种技术越来越引人注目。
它对软硬件的体积大小、成本、功耗和可靠性都提出了严格的要求。
嵌入式系统的功能越来越强大，实现也越来越复杂，随之出现的就是可靠性大大降低。
最近的一种趋势是一个功能强大的嵌入式系统通常需要一种操作系统来给予支持，这种操作系统是已经成熟并且稳定的，可以是嵌入式的Linux，WINCE等等。
本文所要研究的就是基于ARM嵌入式系统的频率计系统的设计与实现。
本设计采用了32位ARM微处理器STM32F103作为核心处理器和ARM Linux作为嵌入式操作系统。
实现了单位周期的频率计数，采用串口与基于Labview的上位机实现通信，将实时结果显示在上位机的界面。
关键词：嵌入式系统，ARM ，STM32F103 ，嵌入式linux ，Labview前言在电子技术各参数中,频率测量的精确度是最高的，因而人们常利用某种确定的函数关系把其他电参数的精确测量转换为频率的测量。
目前,测量频率方法主要有低频测周期、高频测频率、多周期同步测量法以及多周期完全同步测频法。
采用低频端测周、高频端测频时,存在中界频率测量误差大即测量死区问题,因此频率的测量准确度很难提高到较高的数量级;采用多周期完全同步测频法，则闸门控制时间必须是被测信号与时标信号周期个数的最大公约数，因此进行一次完全同步测量需要很长的时间,不适于对实时性要求较高的场合，多周期同步测频法,其最大优点就是与被测信号频率大小无关,测量速度快,精度高。
毕业设计(论文) 基于单片机的电子计数式频率计
附件16：毕业设计（论文）基于单片机的电子计数式频率计摘要基于AT89系列单片机的高精度频率计的设计方案，描述了它的系统组成、工作原理和软件设计。
此外，阐述了利用单片机实现测频法测量频率的方法，包括同步接口电路设计和测量原理。
该频率计采用单片机与频率测量技术相结合，利于测频测量法的实现和灵活的测量自动控制，并且大大提高了测量的精度。
本设计采用单片机作为控制和测量的核心器件，提高了系统的可靠性和灵活性。
采用场效应管与差分放大电路组成模拟输入通道，具有自动增益控制和良好的频响特性。
关键词：高精度；频率计；单片机ABSTRACTThe design idea about a high precision frequency measurement meter based on AT89S52 chip computer is introduced．The general designing，operational principle，and software flow are provided．In the paper, the method of synchronous multi-cycle frequency measurement with SCM is also discussed，including the Synchronous interface circuit and the measurement principle，It is easy to achieve the synchronous multi-cycle measurement，auto-control and high precision by applying SCM and the theory of frequency-measurement.Microcontroller is the key device in measuring and control in the system that improves its stability and flexibility. The input analog circuit, comprising low-noiseFET and differential amplifier( MC10116 )let it automatic gain control ( AGC ) and the fine frequency response character.Key words：high precision；frequency counter；Microcontroller目录摘要........................... 错误！未定义书签。
基于 ARM的虚拟频率测试系统设计
基于 ARM的虚拟频率测试系统设计摘要】文章阐述综合应用 ARM微处理器和虚拟仪器技术设计频率分析系统的思路、系统硬件组成及软件编制的关键技术。
结合系统调试结果进行分析和讨论，验证了测试系统的设计的合理性、准确性和适用范围。
【关键词】ARM 虚拟仪器频率特性测试【中图分类号】TP302 【文献标识码】A【文章编号】1006－9682（2009）07－0161－02一、引言频率分析系统被广泛应用于工程测试和教学科研中。
传统的方法是采用模拟式频率分析仪器来测试一个被测对象的幅频特性和相频特性，由于模拟式频率分析仪价格昂贵，且不能直接得到幅频相频特性，更不能打印频率响应曲线，给使用带来诸多不便。
本文探讨利用虚拟仪器技术，开发一种基于 ARM的虚拟频率分析教学系统，可以满足一般低频范围的频率分析需求。
本文重点阐述用测试系统总设计方案，ARM微处理器作为下位机的功能及电路原理，LabVIEW编制的频率分析软件编制的关键技术。
最后，将根据测试结果进行讨论和分析。
二、测试原理和系统总体设计方案频率测试系统的主要任务是测量被测对象的幅频特性和相频特性，绘制频率响应图（Bode图）。
测试方法通常有单一频率正弦激励的多步法、扫描正弦激励的单步法等。
单一频率正弦激励的多步法是在测量的频率范围内，选择若干个频率测试点；在每个测试点，用一定频率和幅值的正弦波施加于被测对象进行激励，并同时采集被测对象的响应信号。
响应信号和激励信号是同频率的正弦信号，计算不同频率下的两信号的幅值比和相位差，即可获得被测对象的频率响应特性。
由于多步法较易获得较准确的频率特性且物理概念清楚，本文采用多步法。
根据多步法测试原理，测试系统采用以 ARM微处理器为下位机和以 PC机为上位机相结合的总体设计方案，如图 1所示。
以 ARM为核心的下位机实现激励的正弦信号产生、响应信号采集。
PC机作为上位机实现对激励信号和响应信号的频率分析、参数设置、数据图形显示输出等。
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电控学院课程设计（论文）课程名称：ARM课程设计题目：基于ARM的频率计系统设计院（系）：电xxxxxxxxxxxxxxx专业班级：测控技术与与仪器xxxx班姓名：xxxxxxxxxxxx学号：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx2017 年 1 月6 日摘要随着移动设备的流行和发展，嵌入式系统已经成为一个热点。
它并不是最近出现的新技术，只是随着微电子技术和计算机技术的发展，微控制芯片功能越来越大，而嵌入微控制芯片的设备和系统越来越多，从而使得这种技术越来越引人注目。
它对软硬件的体积大小、成本、功耗和可靠性都提出了严格的要求。
嵌入式系统的功能越来越强大，实现也越来越复杂，随之出现的就是可靠性大大降低。
最近的一种趋势是一个功能强大的嵌入式系统通常需要一种操作系统来给予支持，这种操作系统是已经成熟并且稳定的，可以是嵌入式的Linux，WINCE等等。
本文所要研究的就是基于ARM嵌入式系统的频率计系统的设计与实现。
本设计采用了32位ARM微处理器STM32F103作为核心处理器和ARM Linux作为嵌入式操作系统。
实现了单位周期的频率计数，采用串口与基于Labview的上位机实现通信，将实时结果显示在上位机的界面。
关键词：嵌入式系统，ARM ，STM32F103 ，嵌入式linux ，Labview前言在电子技术各参数中,频率测量的精确度是最高的，因而人们常利用某种确定的函数关系把其他电参数的精确测量转换为频率的测量。
目前,测量频率方法主要有低频测周期、高频测频率、多周期同步测量法以及多周期完全同步测频法。
采用低频端测周、高频端测频时,存在中界频率测量误差大即测量死区问题,因此频率的测量准确度很难提高到较高的数量级;采用多周期完全同步测频法，则闸门控制时间必须是被测信号与时标信号周期个数的最大公约数，因此进行一次完全同步测量需要很长的时间,不适于对实时性要求较高的场合，多周期同步测频法,其最大优点就是与被测信号频率大小无关,测量速度快,精度高。
但多周期同步测量法存在同步电路结构复杂,易造成误触发,可靠性不高,且此方法虽在原理上消除了±1量化误差,但在实际应用中,经过同步电路之后,只消除了-1量化误差,仍不能保证完全消除+1量化误差,因此测量精度会间歇性的出现较大偏差等问题。
集成数字频率计由于所用元件少、投资少,体积小,功耗低,且可靠性高,功能强,易于设计和研发,使得它具有技术上的实用性和应用的广泛性。
不论从我们用的彩色电视机、电冰箱，DVD，还有我们现在家庭常用到的数字电压表数字万用表等等都包含有频率计。
现在频率计已是向数字智能方向发展，即可以很精确的读数也精巧易于控制。
数字频率计已是现在频率计发展的方向,它不仅可以很方便的读数,而且还可以使频率的测量范围和测量准确度上都比模拟先进.而且频率计的使用已是很多的方面,数字卫星、数字通讯等高科技的领域都有应用。
所以频率计的发展是一个整体的趋势。
一、系统概述1、STM32F103简介ARM 公司是专门从事基于RISC 技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM 微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM 微处理器芯片进入市场。
目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM 公司的授权，因此既使得ARM 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。
STM32F103xx增强型系列由意法半导体集团设计，使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。
所有型号的器件都包含2个12位的ADC、4个通用16位定时器和2个高级定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。
2、总体方案设计本次频率计系统设计采用以STM32F103xx系列芯片为核心，由于F103系列芯片的内部资源较多，本次设计充分利用芯片内部资源，设计出高精度的频率计系统。
图：系统整体框图系统的主体功能是充分利用定时器，用32内部的通用定时器3的复用功能--输入捕获。
通过输入捕获对外部输入STM32芯片内部的脉冲上升沿计数，输入捕获功能可以实现每一次外部脉冲输入的上升沿引发一次中断，再通过通用定时器4定时一秒，通过定时一秒钟计算输入捕获中断次数来判断钟外部脉冲输入的频率，最后将这个数据传送给上位机通过虚拟仪器LABVI EW来显示出频率。
设计中考虑到采用STM32F103开发板作为硬件基础，板子承受的最大电压为3.3V，而且程序调试中如果接入外部脉冲输入，不能够立即查询出问题所在，所以通过芯片内部资源通用定时器5的复用功能输出PWM波来模拟外部脉冲输入，这样也可以更加简化硬件设计，所以本次系统充分利用32芯片内部定时器资源来设计系统。
图：系统设计流程图二、整体功能设计1、STM32 通用定时器简介STM32 的通用定时器是一个通过可编程预分频器（PSC）驱动的16 位自动装载计数器（CNT）构成。
STM32 的通用定时器可以被用于：测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波形(输出比较和PWM)等。
使用定时器预分频器和RCC 时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。
STM32 的每个通用定时器都是完全独立的，没有互相共享的任何资源。
STM3 的通用TIMx (TIM2、TIM3、TIM4 和TIM5)定时器功能包括：1)16 位向上、向下、向上/向下自动装载计数器（TIMx_CNT）。
2)16 位可编程(可以实时修改)预分频器(TIMx_PSC)，计数器时钟频率的分频系数为1～65535 之间的任意数值。
3）4 个独立通道（TIMx_CH1~4），这些通道可以用来作为：A．输入捕获B．输出比较C．PWM 生成(边缘或中间对齐模式)D．单脉冲模式输出4）可使用外部信号（TIMx_ETR）控制定时器和定时器互连（可以用1 个定时器控制另外一个定时器）的同步电路。
5）如下事件发生时产生中断/DMA：A．更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)B．触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数) C．输入捕获D．输出比较E．支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路F．触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理2、定时器功能简介本次设计系统中需要利用通用定时器产生一秒定时。
STM32F103中的通用定时器可以由向上计数、向下计数、向上向下双向计数多种计数模式。
向上计数模式中，计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR计数器内容)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。
在向下模式中，计数器从自动装入的值(TIMx_ARR)开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件。
而中央对齐模式（向上/向下计数）是计数器从0开始计数到自动装入的值-1，产生一个计数器溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器溢出事件；然后再从0开始重新计数。
系统中采用向上计数模式，并打开定时中断功能，当定时一秒进入中断后后，读取输入捕获进入中断的次数并将数据通过串行口发送到上位机显示。
图：系统整体硬件3、PWM简介PWM 是Pulse Width Modulation 的缩写，中文意思就是脉冲宽度调制，简称脉宽调制。
它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，其控制简单、灵活和动态响应好等优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，其应用领域包括测量，通信，功率控制与变换，电动机控制、伺服控制、调光、开关电源，甚至某些音频放大器，因此研究基于PWM 技术的正负脉宽数控调制信号发生器具有十分重要的现实意义。
PWM 是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM 信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM 进行编码。
本次设计系统中利用通用定时器的复用功能输出比较输出PWM波，系统中通过调节PWM波的输出周期来改变模拟输出的脉冲频率。
4、输入捕获简介输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。
STM32 的定时器，除了TIM6 和TIM7，其他定时器都有输入捕获功能。
STM32 的输入捕获，简单的说就是通过检测TIMx_CHx 上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如上升沿/下降沿）的时候，将当前定时器的值（TIMx_CNT）存放到对应的通道的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕获。
同时还可以配置捕获时是否触发中断/DMA 等。
接下来，我们介绍我们需要用到的一些寄存器配置，需要用到的寄存器有：TIMx_ARR、TIMx_PSC、TIMx_CCMR1、TIMx_CCER、TIMx_DIER、TIMx_CR1、TIMx_CCR1 这些寄存器在前面全部都有提到(这里的x=5)，我们这里就不再全部罗列了，我们这里针对性的介绍这几个寄存器的配置。
首先TIMx_ARR 和TIMx_PSC，这两个寄存器用来设自动重装载值和TIMx 的时钟分频，再来看看捕获/比较模式寄存器1：TIMx_CCMR1，这个寄存器在输入捕获的时候，非常有用，有必要重新介绍，该寄存器的各位描述如图所示：当在输入捕获模式下使用的时候，对应图的第二行描述，从图中可以看出，TIMx_CCMR1 明显是针对 2 个通道的配置，低八位[7：0]用于捕获/比较通道 1 的控制，而高八位[15：8]则用于捕获/比较通道 2 的控制，因为TIMx 还有CCMR2 这个寄存器，所以可以知道CCMR2 是用来控制通道3 和通道4。
本次频率计设计系统中采用TIM5_CH1 来捕获上升沿脉冲信号，也就是要先设置输入捕获为上升沿检测，记录发生上升沿的时候TIM5_CNT 的值。
当上升沿到来时，发生捕获，并记录得到一次脉冲信号值。
这样，定时一秒钟捕获到上升沿的次数，就是每秒测量到的脉冲次数，即捕获的脉冲频率，这就是我们所需要的结果，然后通过串口连接到上位机，将数据发送到上位机labview显示结果。