数字频率计设计机械电子姜忠超

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1、Abstract毕业设计论文山东大学（成人教育）综合课程设计题目数字频率计设计论文学生姓名姜忠超年级2015级函授站烟台工程技术学院专业机械电子工程指导教师孙松舜目录前言1第一章2（一）频率计概述2（二）频率计发展与应用2（三）频率计设计内容与要求2第二章系统总体方案设计3（一）测频的原理3（二）总体思路5（三）具体模块5第三章硬件电路具体设计6（一）AT89C52主控制器模块6（二）放大整形模块8（三）分频设计模块91.分频电路分析92.74LS161芯片介绍103.74LS151芯片介绍114.分频电路12（四）显示

2、模块121.数码管介绍13第四章系统的软件设计13（一）软件模块设计13（二）中断服务子程序14（三）显示子程序15（四）量程档自动转换子程序16（五）应用软件简介171.Keil简介172.protues简介19第五章频率计的系统调试19（一）硬件调试201.整形模块调试202.分频模块调试213.功能调试22（二）系统调试221.系统软硬件调试22（三）误差分析23致谢2429参考文献25附件：频率计源程序2629摘要频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。频率计主要是由信号输入和放大电路、单片机模块、分频模块及显

3、示电路模块组成。AT89C52单片机是频率计的控制核心，来完成它待测信号的计数，译码，显示以及对分频比的控制。利用它内部的定时/计数器完成待测信号频率的测量。在整个设计过程中，所制作的频率计采用外部分频，实现1Hz~1MHz的频率测量，而且可以实现量程自动切换流程。以AT89C52单片机为核心，通过单片机内部定时/计数器的门控时间，方便对频率计的测量。其待测频率值使用四位共阴极数码管显示，并可以自动切换量程，单位分别由3个发光二极管指示。本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，具有测量准确度高，响应速度快，体积小等优

4、点。关键词：频率计；单片机；计数器；量程自动切换，29前言频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。由于频率信号抗干扰性强，易于传输，因此可以获得较高的测量精度。随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。29第一章（一）频率计概述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。它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号、方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过

5、程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。传统的频率计采用测频法测量频率，通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成，产品不但体积大，运行速度慢而且测量低频信号不准确。本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，测量准确度高，响应速度快，体积小等优点[1]。（二）频率计发展与应用在我国，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

6、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。其中以AT89C52为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大，派生产品最多，基本可以满足大多数用户的需要。（三）频率计设计内容与要求1、任务设计并制作一台数字显示的简易频率计。2、要求（1）．基本要求①.频率测量　　a．测量范围信号：方波、正弦波；29幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHz　　b．测量误差≤0.1%②.周期测量　　a．测量范围信号

7、：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHz　　b．测量误差≤0.1%③.脉冲宽度测量　　a．测量范围信号：脉冲波；幅度：0.5V～5V；脉冲宽度≥100μs　　b．测量误差≤1%④.显示器十进制数字显示，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。⑤具有自校功能，时标信号频率为1MHz。⑥自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。3．发挥部分（1）扩展频率测量范围为0.1Hz～10MHz（信号幅度0.5V～5V），测量误差降低为0.01%（最大闸门时间≤10s）。

8、第二章系统总体方案设计（一）测频的原理测频的原理归结成一句话，就是“在单位时间内对被测信号进行计数”。被测信号，通过输入通道的放大器放大后，进入整形器加以整形变为矩形波，并送入主门的输入端[3]29。由晶体振荡器产生的基频，按十进制分频得出的分频脉冲，经过基选通门去触发主控电路，再通过主控电路以适当的编码逻辑便得到相