简易频率计—单片机课程设计

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1、课程名称：单片机应用课程设计设计题目：简易频率计的设计院系：电气工程专业：年级：姓名：指导教师：年月日课程设计任务书专业姓名学号开题日期：年月日完成日期年月日题目简易频率计的设计一、设计的目的频率计作为测量仪器的一种，它的基本功能是测量信号的频率和周期频率计的应用范围很广，但是目前,市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计,但价格不菲。为适应工作的需要,可以用一种较小规模和单片机(AT89C51)相结合的频率计的设计方案,不但切实可行,而且体积小、设计简单、成本低、精度高、可测频带宽，大大降低了设计成本和实现复杂度。二、设计的内容及要求本设计以AT89C51单

2、片机为控制核心，将外部的频率脉冲信号通过单片机计数端输入，由定时器/计数器T0负责定时，定时器/计数器T1负责对被测信号计数，该频率计的测量范围为1Hz~65534Hz，被测脉冲信号的频率可以随时进行调整，通过LCD液晶显示模块对被测信号的频率进行实时显示。该系统包括被测频率脉冲信号、单片机晶振电路、以AT89C51单片机为核心的频率测量模块、LCD液晶显示模块。三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日摘要在电子领域内,频率是一种最基本的参数,由于频率信号抗干扰能力强、易于传输，可以获得较高的测量精度。因此,频率的测量就显得尤为重要，测频方法的研究越来越受到重

3、视。 频率计作为测量仪器的一种，常称为电子计数器，它的基本功能是测量信号的频率和周期频率计的应用范围很广,它不仅应用于一般的简单仪器测量,目前,市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计,但价格不菲。 为适应实际工作的需要,本次设计给出了一种设计方案,不但切实可行,而且体积小、设计简单、成本低、精度高、可测频带宽，大大降低了设计成本和实现复杂度。设计主要以AT89C51单片机为控制核心，将外部的频率脉冲信号通过单片机计数端输入，由定时器/计数器T0负责定时，定时器/计数器T1负责对被测信号计数，该频率计的测量范围为1Hz~65534Hz，被测脉冲信号的频率可以随

4、时进行调整，通过LCD液晶显示模块对被测信号的频率进行实时显示。该系统包括被测频率脉冲信号、单片机晶振电路、以AT89C51单片机为核心的频率测量模块、LCD液晶显示模块。关键词：单片机；AT89C51；脉冲信号；LCD显示模块目录摘要2第1章引言31.1研究的目的和意义31.2 国内外研究现状3第2章系统方案设计42.1基本原理42.1.1测频原理42.1.2频率计的基本原理52.2总体设计思路62.3具体模块6第3章硬件电路设计73.1AT89C51主控制器模块73.1.1主要特性83.1.2管脚说明83.2晶振电路103.3频率脉冲信号103.4LCD液晶显示

5、模块11第4章系统的软件设计114.1频率测量模块114.2液晶显示模块15第5章频率计的系统调试与仿真195.1KEIL中对程序的调试195.2Protues中对系统的仿真19附录23总结28参考文献29第1章引言1.1研究的目的和意义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，测频原理和测量方法的研究正受到越来越多的关注。频率计的主要功能是测量周期信号的频率。其基本原理就是用闸门计数的方式测量脉冲个数。频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时

6、将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。1.2 国内外研究现状在电子测量领域中，频率测量的精确度是最高的，可达10—10E-13数量级。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，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。此外，还能测量电压、电流、阻抗、功率和波形等。 国际国内通用数字频率计的主要技术参数：1、

7、足够宽的测量范围。随着现代电子技术的发展，特别是高速芯片技术的发展，有些频率计数器能够直接测量。2、高精度和高分辨率。精度是指测量的准确程度，即仪器的读数接近实际信号频率的程度，精度越高测量越准确。3、晶体振荡器的频率稳定度。晶体振荡器的频率稳定度，是决定频率计测量误差的一个重要指标。4、输入灵敏度。输入灵敏度是指在侧频范围内能保证正常工作的最小输入电压第2章系统方案设计2.1基本原理2.1.1测频原理所谓“频率”就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数，就是“在单位时间内对被测信号进行计数”。我们将被测的频率脉冲信号直接送到单片机的计数输入端，由定时器/计