1079.基于单片机与LCD1602的液晶显示数字频率计设计.doc

摘 要

数字频率计是一种基本的测量仪器。它被广泛应用于航天、电子、测控等领域，还

被应用在计算机及各种数学仪表中。一般采用的是十进制数字，显示被测信号频率。基

本功能是测量正弦信号，方波信号以及其他各种单位时间内变坏的物理量。由于其使用

十进制数显示，测量迅速精确，显示直观，所以经常被用来使用。

本文主要介绍数字频率计的设计和调试，本作品是基于 52 单片机作为平台，基本

原理是通过 52 单片机进行频率的采集和分析工作，在通过程序使其显示在 LCD1602 的

液晶显示屏上，通过液晶显示屏，让使用者能够直观的看到当前的输入频率是多少。

由于 52 单片机能处理的频率信号强度有限，所以这次我们先用 74HC390 芯片对输

scientific research and production of measuring instruments are indispensable. It is a decimal number, show

the measured signal frequency digital measuring instruments. Its basic function is to measure the sinusoidal

signal, square wave signal, and various other physical changes per unit time. During simulation, digital

circuit design, installation, commissioning process, due to its use decimal display, measuring fast, high

precision,intuitive display, I often use to the digital frequency meter.

This paper describes the design of digital frequency meter and debugging, this work is based on 51

single-chip as a platform, with the 74HC390 chip frequency, and then has a 100-fold lower frequency

signal analysis and processing by the microcontroller 52, and then LCD1602 LCD display screen for

display. The main difficulty lies in this work the compatibility of 1602, because fear is not compatible, so

this works specifically on the 1602 three times initialized. These are the readers will be below 11 shows.

在生产过程中许多物理量，例如温度、压力、流量、液位、PH 值、振动、位移、速度、

加速度，乃至各种气体的百分比成分等均用传感器转换成信号频率，然后用数字频率计

来测量，以提高精确度。

国际上数字频率计的分类很多。按功能分类，因计数式频率计的测量功能很多，用

途很广。所以根据仪器具有的功能，电子计数器有通用和专用之分。一、通用型计数器：

通用型计数器是一种具有多种测量功能、多种用途的万能计数器。它可测量频率、周期、

多周期平均值、时间间隔、累加计数、计时等；若配上相应插件，就可测相位、电压、

电流、功率、电阻等电量；配上适当的传感器，还可进行长度、重量、压力、温度、速

度等非电量的测量。二、专用计数器：专用计数器指专门用来测量某种单一功能的计数

器。如频率计数器，只能专门用来测量高频和微波频率；时间计数器，是以测量时间为

数器：最高计数频率 10—100MHz；③高速计数器：最高计数频率＞100MHz；④微波频率

由于大规模和超大规模数字集成电路技术、数据通信技术与单片机技术的结合，数

字频率计发展进入了智能化和微型化的新阶段。其功能进一步扩大，除了测量频率、频

率比、周期、时间、相位、相位差等基本功能外，还具有自捡、自校、自诊断、数理统

计、计算方均根值、数据存储和数据通信等功能。可见，频率计是很有工业价值的。本

作品即为一个基于单片机的数字频率计，它通过 74HC390 芯片进行分频，克服了单片机

了题目要求并通过小组内部积极细致的讨论之后，决定作品采用的功能方案如下：①能

测出正弦波、三角波或方波等波形的频率。②频率的测量范围为 1Hz—20MHz，且能检测

幅度最小值为 1Vpp 的信号；③通过 LCD1602 液晶显示屏显示检测到的即时频率数值(最

多 8 位数，单位为 Hz)。值得一提的是，当输入频率大于 20KHz 的信号时，由于采用了 100

分频采样，显示结果稍有误差，如输入最大测量频率 20MHz 的信号时，LCD1602 液晶显

示屏上显示的测量结果为 19998900HZ，误差不超过十万分之一，在可接受范围之内。

以下将以待测输入信号走向为顺序介绍电路中各个功能模块。

1.1 电路主要模块

载之间的直流工作状态互补影响，即有“隔直”作用，电路的 C1、C7 就很好的解

决了这个问题即固定偏置共射极放大器。集电极电压通过基极偏置电阻 R2 使晶体

管 Je 正偏；同时拖过 R3 使 Jc 反偏，从而实现信号源放大。

来自信号采集模块的经过放大的信号从 74HC14 的 1 脚进入，经过 1A→1Y、2A→2Y

1.3 所示。

脚上的波形仿真。