论文：智能数字频率计的设计

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1、目录1前言22频率计原理33设计思想3451单片机系统的硬件连接及调试35单元程序的设计55.11s定时55.2T1计数程序55.3频率数据采集65.4进制转换65.5数码显示86频率计系统总体程序107程序的调试108结束语11参考文献1217智能数字频率计的设计专业：通信工程姓名：赵雷指导教师：万国峰摘要：采用单片机智能控制，结合外围电子电路，设计的智能数字频率计具有测量精度高，频率范围宽，稳定性好的特点，可应广泛用于各种测试场所。关键词：单片机，控制系统，仿真Abstracts:IntelligentControloftheuseofsingle-chip,

2、combinedwiththeexternalelectroniccircuit,designofintelligentdigitalfrequencymeterwithameasurementofhighprecision,widefrequencyrange,stability,goodfeatures,canbewidelyusedinavarietyoftestsites。Keywords:Single-chip，controlsystems，simulation1前言单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠

3、性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍接受及应用。51系列及其衍生单片机还会在继后很长一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高速发展的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用是非常重要的。本次课程设计主要用于对方波频率的测量。172频率计原理频率的测量实际上就是在1s时间内对信号进行计数，计数值就是信号频率。用单片机设计频率计通常采

4、用的办法是使用单片机自带的计数器对输入脉冲进行计数；好处是设计出的频率计系统结构和程序编写简单，成本低廉，不需要外部计数器，直接利用所给的单片机最小系统就可以实现。缺陷是受限于单片机计数的晶振频率，输入的时钟频率通常是单片机晶振频率的几分之一甚至是几十分之一，在本次设计使用的98C51单片机，由于检测一个由“1”到“0”的跳变需要两个机器周期，前一个机器周期测出“1”，后一个周期测出“0”。故输入时钟信号的最高频率不得超过单片机晶振频率的二十四分之一。根据频率检测的原理，很容易想到利用51单片机的T0、T1两个定时/计数器，一个用来定时，另一个用来计数，两者均应该

5、工作在中断方式，一个中断用于1s时间的中断处理，一个中断用于对频率脉冲的计数溢出处理。3设计思想明确频率计工作原理以后，为了思路更清晰地对程序编写，还应该作出程序的总体框图，如图3.1所示。程序的主体可以分为4个模块：定时计数、采集数据、进制转换和数码显示。图3.1频率计系统总体框图451单片机系统的硬件连接及调试本次课程设计使用的单片机系统是根据老师提供的系统原件，自己焊接而成。焊接完成以后，首先烧写控制LED发光二极管闪烁的程序后，发现发光二极管是根据自己的设计而闪烁，烧写程序控制发光数码管显示时，数码管同样是根据自己的设计而显示的字符，说明本次51单片机的硬

6、件焊接取得成功。此次设计要求制作一频率计系统，需要使用的硬件主要包括51单片机芯片，ZLG7290数码管管理芯片和数码管。另外还是用到排线若干，下载线及电源线。其中51单片机硬件链接如图4.1所示，ZLG7290芯片连接图如图4.217所示，数码管连接图如图4.3所示。4.1图51单片机硬件连接图图4.2ZLG7290硬件连接图17图4.3数码管硬件连接图5单元程序的设计5.11s定时本次设计选用定时器T0完成定时功能，选用方式1时最多也只能定时，显然不能满足定时1的要求，可以用下面这种方法解决：采用T0定时10，连续循环定时100次即可完成1定时，用一个计数单元

7、20H存放循环的次数，每一次循环20H单元自减1，当20H单元为零时则1定时到时。5.2T1计数程序设计中T1采用计数功能，需要注意的一个问题是，输入的待测时钟信号的频率最高可以达到460800Hz，但计数器最多只能计数65536次，显然需要对计数单元进行扩展，扩展的思路是除了计数器T1的TH1和TL1用于计数外，再选用一个计数单元23H，每当计数器T1溢出回零时产生中断，中断程序执行23H单元自增1，这样，当一秒到时时采集的计数数据，23H单元存放的是数据的最高位，TH1存放的是数据的次高位，TL1存放的是数据的最低位。当然，这里所说的“最高位”“次高位”以及“

8、最低位”都