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基于单片机的频率计设计大学学位论文.doc
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基于单片机的频率计设计大学学位论文.doc
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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:a.AT89C51 单片机。它是频率计的核
心,大部分工作由它完成;b.放大整形电路。为频率测量作好准备;c.显示电路。用
于显示频率值。
关键词:单片机;频率计;显示
- 3 -
The design of frequency meter based on single chip
Abstrac 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 core.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 regularly.Then 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 finally.The circuit is made up of three following parts mainly: a.AT89C51
Single-Chip Microcomputer. It is a core of the frequency meter, most work are finished by
it; b.Enlarge 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
1
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。测量频率的方法有多种,其中电子计数测量频率具有精度高、使用方便、测
量迅速,以及便于实现测量自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。由于大规模和超
大规模数字集成电路技术、数据通信技术和单片机技术的结合,频率计发展进入了智能
化和微型化的新阶段。
在我国,单片机已不是一个陌生的名词,它的出现是近代计算机技术的里程碑事件。
单片机作为最为典型的嵌入式系统,它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。单片机已
成为电子系统的中最普遍的应用。单片机作为微型计算机的一个重要分支,其应用范围
很广,发展也很快,它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与
计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术,应用范围十分广泛。
在电子计数测频原理的基础上,介绍一种由 AT89C51 单片机控制的,运用单片机强大
的运算能力而设计的高精度八位数字显示频率计。
频率计中主要元器件是单片机 AT89C51,由它完成对待测信号频率的计数和结果显
示等功能,外部有分频器、显示器等器件。被测信号首先经过放大、整形后再由分频器
进行分频,然后送入单片机的 T0 端口并开始计数,分频器的分频系数由单片机来控制;
计数、分频达到规定的精度后结束计数,然后调用显示子程序,显示结果。分频、频率
的计算和显示由单片机控制。
利用电源、单片机、分频电路及数码管显示等模块,设计一个简易的频率计能够粗
略的测量出被测信号的频率。 参数要求如下:
a) 测量范围 1KHZ—99KHZ;
b) 用八位数码管显示测量值;
c) 能根据输入信号自动切换量程;
d) 可以测量方波、三角波及正弦波等多种波形;
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