近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是類似單片機(jī)等相關(guān)集成電路生產(chǎn)技術(shù)的快速堀起，推動了儀器儀表及家電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，用程序代碼來簡化硬件電路的復(fù)雜程度，使其不斷向著體積小，價格低廉，功能更加多樣化、智能化的方向發(fā)展。功能齊全，價格低廉的產(chǎn)品越來越受到人們的青睞，當(dāng)然，科技的發(fā)展最先受益的 還是從事前沿科技研究領(lǐng)域的人員，對于他們來說，一款好的測量設(shè)備將為他們的研究工作帶來便利的同時也減輕很多負(fù)擔(dān)。就目前而言，高端儀器設(shè)備很多均依賴進(jìn)口，研究并制造出屬于我們國家自己的高端儀器設(shè)備將是我們一直努力的方向，而且也具有非常廣闊的發(fā)展前景。
　　1 硬件電路設(shè)計
　　本設(shè)計主要由信號采集電路、放大整形電路、分頻電路、信號處理電路、電源電路和顯示電路等模塊組成。當(dāng)采集到的被測信號經(jīng)過放大整形電路后被整形為幅度適中的矩形波后，根據(jù)其頻率的高低選擇相應(yīng)的分頻電路對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸l處理，然后單片機(jī)對分頻后的信號進(jìn)行測頻，再經(jīng)過處理后將結(jié)果送出去，驅(qū)動顯示電路輸出的數(shù)字頻率信息，同時指示相應(yīng)的量程，從而實現(xiàn)對頻率的自動測量和顯示。頻率計的總體工作原理框圖如圖1所示。
　　
　　1，1 放大整形電路的設(shè)計
　　9013是一種NPN結(jié)構(gòu)的三極管，集電極和發(fā)射極之間的最高電壓25 V，集電極和基極之間的最高電壓為45 V，發(fā)射極和基極之間的最高電壓為5 V，集電極的最高電流0，5 A；三極管的最高耗散功率為0，625 W，最高的結(jié)溫為150℃，其特征頻率為150 MHz；放大倍數(shù)范圍是40倍～110倍；工作溫度范圍為-55～+150℃；74LS14是一種雙列直插式封裝具有六反相器的施密特觸發(fā)器，其工作的最高電源電壓為7 V，工作環(huán)境溫度范圍為0～70℃；三極管9013和施密特觸發(fā)器74LS14一起構(gòu)成的放大整形電路能夠有效的對方波，正弦波，矩形波，三角波等信號進(jìn)行放大和整形，并且能夠穩(wěn)定的輸出，具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力，能夠滿足本課題對0 Hz～20 MHz的頻率范圍要求。三極管9013和施密特觸發(fā)器74LS14構(gòu)成的放大整形電路如圖2所示。
　　
　　1. 2 信號分頻部分電路設(shè)計
　　74LS161為二進(jìn)制同步計數(shù)器，具有同步預(yù)置數(shù)、異步清零以及保持等功能。合理應(yīng)用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器；74LS151是具有選通輸入端，互補(bǔ)輸出的8選1數(shù)據(jù)選擇器，數(shù)據(jù)選擇端（ABC）按二進(jìn)制譯碼，以從8個數(shù)據(jù)（D0～D7）中選取1個所需的數(shù)據(jù)。