众文网1.基于单片机数字频率计论文
基于单片机的频率计设计 论文编号：JD633 包括任务书，原理图，论文字数：17649，页数：43 任务书 一、基本要求： （1） 频率测量： a. 测量范围：信号：方波、正弦波 幅度：0. 5V~5V 频率：1Hz~1MHz b. 测试误差≤0. 1 % (2) 周期测量： a. 测量范围：信号：方波、正弦波 幅度：0. 5V~5V 频率：1Hz~1MHz b. 测试误差≤0. 1 % (3) 显示：十进制数字显示，显示刷新时间1~10 秒连续可调，对上述三种测量功能分别用不同颜色的发光二极管指示。
（4） 具有自校功能，时标信号频率为1MHz。 (5) 自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。
二、发挥部分： （1） 扩展频率测量范围为0. 1Hz~10MHz （信号幅度0. 5V~5V） ，测试误差降低为0. 01 %（最大闸门时间≤10s） 。 (2) 测量并显示周期脉冲信号（幅度0. 5V~5V、频率1Hz~1kHz） 的占空比，占空比变化范围为10 %~90 % ，测试误差≤0. 1 %。
(3) 在1Hz~10MHz 范围内及测试误差≤0.1 %的条件下，进行小信号的频率测量，提出并实现抗干扰的措施。 设计方案的讨论： 方案一：选用频率计专用模块。
该方案在技术上是可行的，但竞赛规则规定不能采用频率计专用模块。即使允许使用，对于设计要求中的某些指标，采用专用模块来完成也是困难的。
方案二： 采用逻辑芯片和可编程器件实现。该方案也是可行的。
该方案的优点是：仅使用硬件电路实现，调试工作量相对较小。缺点是，某些功能实现困难，不易修改。
方案三：用单片机实现。目前单片机种类很多，单片机功能越来越强。
根据设计要求，选用MCS - 51 系统单片机中的AT89C52 ，该芯片内含3 个16 位定时/ 计数器，能最大限度地简化频率计外围硬件。AT89C52 还含一个全功能串行口、8 K 程序存储器等，因此该方案具有硬件构成简单，功能灵活，易于修改等优点。
摘要 基于单片机的自动量程频率计是单片机在实际工作中的典型应用。本设计实现了一个集前置整形电路，分频电路， 基准信号源， 单片机电路： 单片机、数据选择器、键盘、状态指示， 数字显示电路，稳压直流电流等硬件于一体的测频计，能实现对方波、正弦波等待测信号的计数、计算和显示，精度达到千分之一以上。
本文在介绍传统测频方法的基础上充分分析了等精度测频方案的优越性，详细论述了软硬件的实现方案与完成的功能，最后给出了一套完善的测频方案。本频率计采用等精度测频方案实现，它对传统的测频方法进行了改进，测频结果优于传统测频方法，而且硬件结构简单，编程方法易行，具有良好的经济性、稳定性和可靠性，对今后类似的系统开发具有一定的借鉴作用。
关键词：智能型；频率计；单片机 目录摘 要 ⅠABSTRACT Ⅱ第一章 绪 论 11.1概述 11.2现状与发展 11.3 设计要求与实现方案 2第二章 方案论证 42.1频率测量方法概述 42.2 传统的测量方法 52.3 等精度测频方法 7第三章 测量原理与分析计算 83.1频率周期的测量 83. 1. 1 测量方法 83. 1. 2 测量方法实现 83.2 信号周期频率的计算 93.2.1信号周期的计算 93.3误差的计算 93.3.1 测量理论误差 93.3.2 计算误差 10第四章 频率计的硬件设计 114.1 频率计的电路结构 114.2 前置整形电路的设计 114.3 分频电路的设计 124.4 基准信号源的设计 134.5电压源和电流源 144.6单片机电路的设计 144.7 数字显示电路的设计及LM317芯片介绍 15第五章 软件部分的设计 205.1 主程序及子程序流程图 20第六章 稳压直流电源的设计 276.1稳压直流电源 27第七章 AT89C52的说明 297.1显示电路的组成AT89C52说明 297.1.1 AT89C52的说明 297.1.2 AT89C52功能特性概述 307.2 AT89C52与AT89C52的主要区别 307.3 中断寄存器 347.4 自动重装方式 357.5时钟振荡器 377.6AT89C52单片机的性能与特点 38结 论 40参考文献 41致谢 42 以上回答来自： /42-2/2929.htm。
2.跪跪跪求 基于单片机的数字频率计的设计
MODE EQU 02H ；计时计数器模式（Mode 2）COUNT1 EQU -5 ；计数量1COUNT2 EQU -50 ；计数量2COUNT3 EQU -250 ；计数量3TIMES1 EQU 2 ；重复次数1TIMES2 EQU 20 ；重复次数2OUTPUT REG P1.1 ；输出脉波信号；=============使用垂询方式================================== ORG 0 ；程序从0位址开始 JMP START ；跳至STARTSTART: CLR OUTPUT ；设定输出初始状态 MOV TMOD, #MODE ；设定计时计数器模式 MOV SP, #70H ；移开堆叠位置LOOP: JNB P2.0, S1 ；侦测S1开关 JNB P2.1, S2 ；侦测S2开关 JNB P2.2, S3 ；侦测S3开关 JNB P2.3, S4 ；侦测S4开关 JMP LOOP ；跳至LOOP形成一个回路；=============（输出100KHz）=================================S1: MOV TH0, #>COUNT1 ；设定计数量（5） MOV TL0, # 基于单片机的数字频率计的设计和仿真摘要本文以单片机为核心器件，实现了数字频率计的设计，并在Proteus软件仿真环境下搭建仿真电路，采用Kell软件进行软硬联调，成功地实现了数字频率计的仿真。 关键词数字频率计单片机Proteus仿真Kell仿真 在电子技术中，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，频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。 电子计数测频有两种方式，一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，即周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量[1]。 本次设计的频率测量系统以单片机AT89C52为核心，采用汇编语言和直接测量方法，成功地实现了宽领域，高精度的数字频率计的设计和仿真。1设计思路本文设计的是一种单片机控制的频率计数器。 该频率计首先以信号放大整形后的方波脉冲作为控制闸门信号，然后采用计数器和锁存器对不同频率范围的信号直接进行计数来完成分频功能，分频后的信号由接口电路送给单片机，由单片机的计数器对其进行计数，最后将计数结果通过运算转变为原信号的频率数值，最后通过动态显示电路显示数值。由于单片机内部振荡频率很高，所以一个机器周期的量化误差相当小，可以有效的提高低频信号的测量准确性。 本设计以单片机AT89C52为核心，通过译码、分频、计数等电路，以及软件程序的编写，实现脉冲频率的显示。整体设计思路可用框图1表示。 框图中，各部分的作用及所采用的器件说明如下。1.计数测量部分包括计数器电路和数据锁存器电路计数器电路采用了74LS590芯片[2]完成计数功能。 对于频率较小的输入脉冲可以只让一个74LS590芯片发挥作用，即计数的个数小于256时则只有一个74LS590芯片进行计数，对于频率较大的输入脉冲需要让两个74LS590芯片发挥作用，即计数个数大于256小于65535时两个74LS590芯片分别进行高八位、低八位计数。数据锁存器电路由 74LS157芯片[3]组成。 它的任务是对输入的信号进行锁存，而后将信号直接输入到单片机电路。计数测量部分实现了计数分频的作用，即扩大频率的计数范围，以确保当输入脉冲的频率过高时同样顺利完成计数。 2.单片机部分本次设计采用了AT89C52单片机，AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8k byte的可反复擦写的只读程序存储器。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引角兼容，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元[4]。 3.外部数据读写电路单片机的外部数据读写电路主要由译码器组成，本次设计采用的是74LS138译码器，它的逻辑功能主要是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号[5]。该译码器在本设计中的作用是将A13、A14、A15的二进制代码输入到译码器中，然后翻译对应的输出信号，以选通限流电路，使其完成数据读写功能。 4.数据显示电路数据显示电路由限流电路和七段数码管组成，采用的器件是74LS374芯片和LED显示器。74LS374芯片的主要作用是显示前的电流驱动，因为数码管显示所需电流比较小，而从8D上升沿触发器输出的电流比较大，所以需要加个适当的电阻进行限流。 LED显示器的结构由发光二极管构成a、b、c、d、e、f和g七段，并由此得名[6]。本设计中采用了五个七段数码管进行数据显示，将五个数码管串接起来进行显示，显示数据即是对频率计的测量结果。 2软件设计流程图本设计中软件流程如图2所示。为使图2所示流程能顺利地完成预期的功能，在初始化部分，计数部分，4byte除法部分，数据显示部分都分别设计了流程图。 完成信号的周期测量后，需要做一次倒数运算才能获得信号的待测信号计数器电路数据锁存器AT89C52单片机有效位判断？74LS138译码器数据显示电路YESNO停止译码图1设计思路框图 频率。为提高运算精度，这里采用4byte定点算术运算，需要自行编写4byte出发指令，即组成4byte除法部分。 3 Kell仿真结果本次设计使用Proteus软件搭建仿真电路，用Kell软件进行了软硬联调。经过Kell软件调试，在没有差错的情况下，生成HEX文件，此时源程序和HEX文件应保存在同一目录下，否则仿真会出错。 然后把原理图的Sourse目录加上源程序，双击AT89C52芯片，并在目录上加上HEX文件，这时已经把生成好的文件烧在了芯片中，注意每打一次原理图进行仿真时，必须重新设置Sourse文件和HEX。按照以上步骤将仿真软件调整好之后就可以将脉冲频率设置好输入到仿真软件内，得到最后的仿真结果。 从图仿真结果中可以看出，两个脉冲频率不同的输入信号通过分频计数，较为成功的在数码管上显示出来。虽然有一定的误差，但与其他方法相比，它所需要的外围器件较少，适用于嵌入式系统，得到的频率计领域较宽，精度较高，是一种较为成功的设计方案。 4结束语本文通过运用单。 设计一个3位十进制数字显示的数字式频率计，其频率测量范围在1MHz内。 量程分为10kHz、100kHz和1MHz三挡，即最大读数分别为9.99 kHz、99.9 kHz和999 kHz。这里要求量程能够自动转换，具体要求如下： ① 当读数大于999时，频率计处于超量程状态，下一次测量时，量程自动增大1档； ② 当读数小于099时，频率计处于欠量程状态，下一次测量时，量程自动减小1档； ③ 当超过频率测量范围时，显示器溢出； ④ 采用记忆显示方式即计数过程中不显示数据，待计数过程结束后，显示测频结果，并将此显示结果保持到下次计数结束、显示时间不短于1s； ⑤ 小数点位置随量程变化自动移位； ⑥ 选做：增加测周期功能（量程为1ms、10ms、100ms三档，即最大读书为9.99ms,99.9ms和999ms）。 1.绪论 1.1 数字频率计的发展现状及研究概况 随着电子技术的飞速发展，各类分立电子元件及其所构成的相关功能单元，已逐步被功能更强大、性能更稳定、使用更方便的集成芯片所取代。由集成芯片和一些外围电路构成的各种自动控制、自动测量、自动显示电路遍及各种电子产品和设备。数字系统和数字设备已广泛应用于各个领域，更新换代速度可谓日新月异。 在电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。供消费用的微波炉和电视、先进的工业控制系统、空间通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中无一不用到数字技术。数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。 数字频率计是现代通信测量设备系统中不可缺少的测量仪器，不但要求电路产生频率准确的和稳定度高的信号，而且能方便的改变频率。 数字频率计主要实现方法有直接式、锁相式、直接数字式和混合式四种。 直接式的优点是速度快、相位噪声低，但结构复杂、杂散多，一般只应用在地面雷达中。 锁相式的优点是相位同步的自动控制，制作频率高，功耗低，容易实现系列化、小型化、模块化和工程化。 直接数字式的优点是电路稳定、精度高、容易实现系列化、小型化、模块化和工程化。 随着单片锁相式数字频率计的发展，锁相式和数字式容易实现系列化、小型化、模块化和工程化，性能也越来越好，已逐步成为两种最为典型，用处最为广泛的数字频率计。 1.2 本课题研究背景及主要研究意义 数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，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，频率的测量就显得更为重要。在数字电路中，频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，频率计是用量最大、品种很多的产品。 本课题采用的是直接数字式的频率计，设计原理简单，是全硬件电路实现，电路稳定、精度高，大大的缩短了生产周期。 1.3 本课题主要研究内容 本课题采用数字电路来制作一个1HZ—1MHZ的数字频率计，并将所需得到的频率通过数码管显示出来。 数字频率计主要由四部分组成：时基电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、译码、显示电路。原理框图如图1-1: 图1-1 原理框图 转载请注明出处众文网 » 基于单片机的频率计毕业论文(基于单片机数字频率计论文)3.“基于单片机的数字频率计”论文!
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