免费大餐之一：我的频率计（参考国外牛人Jesper制作）。

chenbin0011 · 发表于 2006-7-10 17:06:32

明年就要毕业了，准备暑假去北京练练手，一是积累点经验，二是认识点社会上的朋友。

这一年，在坛子里学到很多东西，一直想拿出点东西和大家分享，无奈整日忙于导师的项目没时间整理，临走前将我业余时间做的小东东拿出来和大家分享。

原代码：点击此处下载armok01122831.rar

原理图：

万能板制作效果：

chenbin0011 · 发表于 2006-7-10 17:47:15

这个频率计没有做前端信号调理，只能测量实验室的标准波。我用实验室的老频率计测过，非常准确。可以测到10M是没有问题的。

出学者可以拿来玩玩：）

好运！

SW7005 · 发表于 2006-7-10 21:57:48

good

lrzxc · 发表于 2006-7-10 22:04:12

楼主好棒，一连拿出3个。

chenbin0011 · 发表于 2006-7-11 09:33:42

三楼的朋友：这些东东很容易做，连我这种电子菜鸟都做的出来，可想而知啦。

可惜这里玩FPGA的不多：）

ccdzdpj · 发表于 2006-7-11 09:38:57

hougollen · 发表于 2006-7-11 10:16:50

搂主给大家详细讲一下频率计的原理吧。

chenbin0011 · 发表于 2006-7-11 11:11:11

这是作者的原文：

The method of measuing a frequency is simple. First, the counters are enabled for 1 mS. If the count is larger than 4096 (4.096 MHz), the count is shown on the display, and a new count is made. If less that 4096, we can get better resolution with a larger gate time, so we try 10 mS. Again, if the count is larger than 4096 (409.6 KHz), the count is shown, otherwise we try 100mS, or down to 1 S.

原理很简单，590先对输入信号进行分频然后送CPU定时器1计数，主要任务都交给硬件实现了。软件就是用恰当的方法读这些数，并实现自动量程功能，原作者的程序是C写的。

mymach · 发表于 2006-7-11 22:49:06

一直没有搞懂为什么以4096为分界点，希望楼主解释一下，谢谢！！！

I_use_AVR_too · 发表于 2006-7-12 02:53:13

不错。

但这个频率计也太太复杂了吧？

过两天，我来公布一个只有不到10个元件的高性能频率计制作资料，大家来制作看看如何。

chenbin0011 · 发表于 2006-7-12 09:25:36

mymach:这个我也不是很明白，不过：

   取2的阶乘可以避免捕获数据的乘除发运算；

   作者设定的捕获时间分别是（方便计算）1ms,10ms,100ms,1s，每次捕获值在0-65536之间（即：0到2的16次幂）对应：

1ms--->65M

10ms-->6.5M

100ms->650k

1s---->65k

   又：590频响在40M以内，看来不能选65536。

xiaoke · 发表于 2006-7-12 20:50:55

I use AVR too :期待ING。不要跳票呀

bynce · 发表于 2006-7-12 20:59:45

不错呀.你玩FPGA的吗?交流一下!

chenbin0011 · 发表于 2006-7-12 21:16:27

：）期待 I use AVR too 的好东东。

bynce：我才玩，还很菜。chenbin0011@yahoo.com 交个朋友多交流哈。

I_use_AVR_too · 发表于 2006-7-12 22:38:33

跳票？不会吧，不就是一个频率计嘛。

这个频率计是用 AVR309 （M8）做的，所以才会不到10个元件，可以先照AVR309搭好线路板，等我整理下资料就发。

因为利用USB与上位机PC通信、显示和供电，还可有自动记录和频率变化曲线记录的功能，成本应该也在10元之内。

和楼上的一样，没有加入前端信号处理，所以测标准方波会比较准。

下面是记录的一个测量记录片段：用它来测示波器输出的5V标准方波（1KHz）

22:23:00 1000Hz

22:23:01 1000Hz

22:23:02 1000Hz

22:23:03 1000Hz

22:23:04 1000Hz

22:23:05 999Hz

22:23:06 999Hz

22:23:07 999Hz

22:23:08 999Hz

22:23:09 999Hz

22:23:10 999Hz

22:23:11 999Hz

22:23:12 999Hz

22:23:13 999Hz

22:23:14 1000Hz

22:23:15 999Hz

22:23:16 999Hz

22:23:17 1000Hz

22:23:18 1000Hz

22:23:19 1000Hz

22:23:20 1000Hz

22:23:21 1000Hz

22:23:22 1000Hz

22:23:23 1000Hz

22:23:24 1000Hz

22:23:25 1000Hz

22:23:26 1000Hz

22:23:27 1000Hz

22:23:28 1000Hz

下面是另一个测量记录片段：是24M时钟的51系统的ALE信号（当未读外部RAM时，ALE脚应该是4M）

22:27:05 3999009Hz

22:27:06 3999276Hz

22:27:07 3999453Hz

22:27:08 3999152Hz

22:27:09 3999259Hz

22:27:10 3999028Hz

22:27:11 3999478Hz

22:27:12 3999197Hz

22:27:13 3999191Hz

22:27:14 3999259Hz

22:27:15 3999229Hz

22:27:16 3999636Hz

22:27:17 3998518Hz

22:27:18 3998893Hz

22:27:19 4000115Hz

22:27:20 3999066Hz

22:27:21 3999879Hz

22:27:22 3999205Hz

22:27:23 3999270Hz

22:27:24 3998564Hz

22:27:25 3998860Hz

22:27:26 3998799Hz

22:27:27 3998920Hz

22:27:28 3999833Hz

22:27:29 3999286Hz

chenbin0011 · 发表于 2006-7-13 08:51:42

这些小东东也就为用起来方便。有时间我会在那个DDS上加几个键和一个小液晶做个可以脱离上位机的波形发生器。网上很多制作都是基于上下位机结构，这样做多了怕忙不过来：）

楼上的上位机界面是用什么写的，想法不错哦。

mymach · 发表于 2006-7-13 20:16:02

谢谢楼主，我也准备做一个，不过因为手头又mega128的试验板，所以想更改成mega128的。

以前改过mega16的，不过是proteus仿真的，呵呵，一直没有搞懂4096的分界点，听你这么一说，有点明白了，再次感谢！！

chenbin0011 · 发表于 2006-7-13 20:30:58

mymach:下面这个连接是也是个频率计，显示用NokiaLCD前端做了简单处理可以借鉴一下：）

http://www.microsyl.com/

好运！

icl7650 · 发表于 2006-12-25 12:58:01

这东西很不准确的。

AVR上的4M时钟本身就是飘的。因此即便测到10M也没有准确度可言。

想办法搞一个jitter小的时钟。然后排出AVR本身的延时不确定性才行。

redfoxen · 发表于 2006-12-25 17:53:23

尽量不要使用内部时钟，很不准确；

如果使用带温度补偿的有源晶体会准确的多，就是价格高一点；成都城隍庙电子市场里有几家卖的，价位在40左右；

greencamel · 发表于 2007-10-30 23:02:39

请问17楼给的哪个频率计前端处理是怎么回事?/怎么工作的啊??
下面是我用orcad仿真的

输入是0.001v的正弦波,但是输出的却是毫不相干的下降的波形

fox_wolf · 发表于 2007-10-31 10:48:31

20Mhz的正弦波，LM358能正常放大吗？
我查到358的“增益－频率响应图”，在1M就降到0db啊

我也头痛1M以上小幅度正弦波用什么电路放大好～

greencamel · 发表于 2007-10-31 13:07:32

不是吧,我去好好看看datasheet先

alien2006 · 发表于 2007-10-31 13:59:41

LM358肯定是不行的，我用LM393比较器做过一个不过也最多1MHZ，后来改用CMOS6非门基础电路来做，比如CD4069 74HC04等，很简单的。效果非常不错。如下图

前面C20 C21是前部保护电路，2个4148负责箝位，
U5A~U5C是COMS非门多级线性放大电路，可提供大的信号放大，放大倍数=R23/R22，一般R23取值1~10M左右，我是选择R23=10M R22=33K,这样，放大倍数约300倍左右，拾取灵敏度为20mVpp，
后面的U5D~U5E以及R24~R25构成了施密特触发整形器。可以将放大后的信号整形成完美的方波信号。R25要大于R24，我是R25=22K, R24=10K。
上面的电路一直在用，电路非常简单，频率也可以做的很高，带宽取决于反相器的限制，可以根据需要选择。实际使用的效果很理想。

alien2006 · 发表于 2007-10-31 14:06:52

另外对于前端电路大家有没有发现，对于输入相同频率，信号波形（方波、正弦波等）不同经过整形后测得的频率会有非常微小的差别？
分析原因估计还是电路的时延以及整形器的门限设置的关系，由于差别不大不影响使用我就没再深入研究下去了，不知道大家对此有没有更深入的研究，可以交流交流，另外也期待能看到更专业更高档的电路，呵呵

alien2006 · 发表于 2007-10-31 19:18:32

CD4069的非门结构是一个PMOS管和一个NMOS管，栅极接在一起作为输入，源极接在一起作为输出。有放大的功能，只要在输入输出加一个1M~10M的电阻起到反馈左右就可以在一定程度上作为线性放大器用，类似与一个输入端接地的运算放大器，一个门的放大倍数约20倍左右，因此3个门串联起来并且加上R23/R22做为负反馈并调节放大倍数。
这样的用法在很多晶振振荡电路上就是这个用法。

1a2b3c · 发表于 2007-10-31 19:28:28

23楼是让COMS电路工作在线形区域，实际上就是，任何的门电路，其状态的反转肯顶是要经历过一个从1到0或者从0到1的电平变化过程对吧，那么这个过程理论上是绝对的不需要变化的时间的，而实际东西就不是理论了，假如是5V的逻辑，从0V到5V变化我们说是逻辑状态0边到了逻辑状态1，这个过程中必须会有从0.5到0.8，从1.5到2.5等等这样的中间过程，而这个过程在cmos电路中有很长一段区域是比较线形的，我们就是利用这段先行区域来进行放大，由于COMS阻抗很高，所以我们可以将一个电阻跨在输入和输出间，这样实际上是将输入输出接成了一个负反馈的状态，结果是输入输出的电压都基本在VCC/2的样子，这样只要输入端外加（叠加）一个很小的电压并维持，破坏了原来本身电路的平衡，那么由于逻辑门本身的反转，输出与输入就不同电平，虽然是负反馈，但由于跨接在输入输出之间的电阻值相对很大，输入的信号可以强行把其作用抵消掉，OK，这样就有放大作用了。
当输入的信号不停的变化时，输出也就对应的翻转状态

irerror · 发表于 2007-12-20 13:49:48

真地很好，

mimipbr · 发表于 2007-12-20 15:28:12

用FPGA或CPLD做的话就比较简单了。

Yun0 · 发表于 2008-6-13 21:31:57

学习~ 谢谢了 ^_^

bjj9217 · 发表于 2008-6-14 00:20:53

mark!

Notonly · 发表于 2008-6-14 12:47:33

学习

feng200808 · 发表于 2008-6-14 21:36:39

关注中。。。。。。

ba1731 · 发表于 2008-6-15 18:01:04

不错
我毕设就是频率计

h572 · 发表于 2008-6-15 18:15:38

个人感觉还是前端模拟部分难做，我有台日本频率计，
前端模拟部分上到180MHz都很OK！用的是厚膜电路！！

miminzhang · 发表于 2009-12-28 14:16:36

标记

XA144F · 发表于 2009-12-28 14:33:17

我在网上看的是用74HC393来分频。

我直接实验过，Atmega16单片机使用TC的异步方式定时，单片机使用11.0592MHz的晶振，测量3M的频率没问题，如果使用393，可以把频率提升到48MHz左右。

xyq4513 · 发表于 2009-12-29 15:12:46

mark

hitler · 发表于 2009-12-29 15:35:37

这东西做学生练练手还不错，想把他做成几百兆的成品电路还是算了吧。全新一个2.7G频率计也才一百多块。

chinamanzhong · 发表于 2009-12-31 21:22:12

mark

smartzou · 发表于 2010-1-1 11:10:47

mark

gxy508 · 发表于 2010-1-1 12:05:41

mark

a105 · 发表于 2010-1-8 23:13:51

23楼的R23必需大于1M，要不然起不到放大作用。

D.lovers · 发表于 2010-1-9 14:57:16

mark

ringan865 · 发表于 2010-1-10 19:26:48

学习了

l456789 · 发表于 2010-1-12 21:25:10

谢谢23楼的电路，有空试试

kstone0121 · 发表于 2010-3-27 13:14:45

问个比较弱的问题这个频率计如何测周期以及时间间隔，谢谢

zlj2008 · 发表于 2010-3-27 20:02:13

有一点有点怀疑,138是否能受的了,数码管位的大电流?虽说是动态扫描和灌电流驱动,但还是有些怀疑,如果楼主这样用很安全,以后我也这么用了,至少比三极管方便,也省了IO口

cshx1986 · 发表于 2010-3-29 17:47:52

xiexie

thinki · 发表于 2010-4-1 16:25:11

mark

thinki · 发表于 2010-4-1 16:25:21

mark

zz5678898 · 发表于 2010-6-29 19:55:06

mark

shaxiao163 · 发表于 2010-6-29 20:10:26

忽然有个想法可以借鉴魏坤示波器的前端处理合二为一呵呵完善一下

diligent · 发表于 2010-7-26 14:18:44

问一下，lz你是如何参考到国外牛人Jesper的制作？？？

fedora10 · 发表于 2010-10-8 15:39:01

cmos放大那部分讲的很精彩

songjie · 发表于 2010-10-8 21:12:08

cool

justjinli · 发表于 2010-10-24 13:54:51

MARK

clqfly · 发表于 2011-2-8 23:58:27

mark

wkxu · 发表于 2011-3-8 12:16:29

mark

lhourdev · 发表于 2011-4-20 19:20:00

guxingganyue · 发表于 2011-7-12 13:31:40

mark

starsun · 发表于 2011-8-27 10:54:33

欣赏一下

hbc8185 · 发表于 2011-8-27 22:57:42

终于找到和我一样学FPGA的了，要好好学习一下

wx85105157 · 发表于 2011-9-6 21:25:59

有没有用过4060分频的啊。输出的通过40110级联计数，在数码管上显示。在用一片4060对32768晶振起震和分频，出来2HZ，在计数出来1HZ做前面401110的锁定电路。

mzbhy · 发表于 2011-9-6 21:44:54

唉哟不错哦。

avr_labview · 发表于 2011-9-6 23:19:26

good

bai2011 · 发表于 2011-9-8 16:30:24

学习学习

looklooktom · 发表于 2011-9-8 16:45:41

学习

zhangjinxing · 发表于 2011-9-11 08:36:33

mark

kingsabbit · 发表于 2011-9-11 10:32:59

附件有问题，无法下载

rlogin · 发表于 2011-9-11 13:25:28

想看看前端设计

leiwen_ourdev · 发表于 2011-9-11 13:26:42

lcmdw · 发表于 2011-9-11 13:28:20

mark

bd6ulq · 发表于 2011-9-11 14:39:12

把这老的贴子翻出来了，原代码下载不了。

lxb007 · 发表于 2012-3-4 14:41:44

MARK

xslff · 发表于 2012-3-4 15:11:21

mark

osesemi · 发表于 2013-11-15 23:36:03

顶个

LingYi · 发表于 2013-11-16 00:01:30

加上24楼的，输入波形整形就完美了。

feverkim · 发表于 2013-11-16 00:21:35

MARK 关注

英雄哥和百花妹 · 发表于 2014-12-16 23:25:23

mark 频率计

mangoes · 发表于 2014-12-17 07:59:19

动手能力很强,估计现在都成大大大牛了..

yinian · 发表于 2016-3-9 22:03:56

不错，标记一下

liub007 · 发表于 2016-3-14 04:12:04

alien2006 发表于 2007-10-31 19:18
CD4069的非门结构是一个PMOS管和一个NMOS管，栅极接在一起作为输入，源极接在一起作为输出。有放大的功能， ...

学习了，非门作放大，，以后多余的非门有用了。

zczc365 · 发表于 2016-3-14 13:46:33

MARK 关注

zczc365 · 发表于 2016-3-14 13:50:47

MARK 关注

elecfun · 发表于 2016-3-14 23:39:57

好多挖坟党，06年的贴挖到了16年，10年了啊

免费大餐之一：我的频率计（参考国外牛人Jesper制作）。

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！