2、基于at89c51单片机的简易频率计设计

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1、嵌入式论文—基于AT89C51单片机的简易频率计设计学号：20⑶01089姓名：陈镜宇专业：通信工程课程：嵌入式系统设计指导教师：陈超摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此越来越广泛地应用各个领域。木文的频率计系统是以单片机(AT89C51)为核心，利用AT89C51单片机的TO和T1的定时计数功能来完成对输入的信号进行频率计数，由时基集成电路NE555P、四位共阴极数码管等元器件以及C语言程序组成。具体介绍应用Proteus的I

2、SIS软件进行单片机系统的频率设计与仿真的实现方法，以及Ke订软件的编译与应用。该方法既能准确验证所设计的系统是否满足技术耍求,又能提高系统设计的效率和质量,降低开发成木，具有推广价值。关键词：AT89C51>NE555、频率计1•单片机简介1.1单片机概述单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器CPU(Centralprocessingunit)o随机存储器RAM(Randomaccessmemory)。只读存储器ROM(Readonlymemory)。中断系统、定时器/计数器以及I(Input/output)接口电路等

3、主要微型机部件集成在一个芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了计算机系统的属性。为此，称它为单片微型计算机SCMC(Singlechipmicrocomputer),简称单片机。单片机主要应用与控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调起控制屈性，也可以把单片机称为微控制器MCU(Microcontrollerunit)。在国际上，“微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我国则比较习惯与“单片机”这一名称。单片机在应用时，通常是处于控制系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其”欧入”的特点，也常常将单片机称为欧

4、入式微控制器EMCU(Embeddedmicrocontrollerunit)。在单片机的电路和结构中,冇许多嵌入式应用的特点。1.2单片机与单片机系统单片机通常是指芯片木身，它是有芯片制造商生产的，在它上面集成的是一些做为基本组成部分的运算器电路，控制器电路，存储器，屮断系统，定时器/计数器以及输入/输出口电路等。但一个单片机芯片并不能把计算机的全部电路都集成到其屮，例如组成谐振电路和复位电路的石英晶体，电阻，电容等，这些元件在单片机系统中只能以散件的形式出现。此外，在实际的控制应用中，常常需要扩展外围电路和外围芯片。从中可以看到单片机和单片机系统的差别

5、，即：单片机只是一块芯片，而单片机系统则是在单片机芯片的基础上扩展其它电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统。通常所说的单片机系统都是为实现某一控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统。在单片机系统中，单片机处于核心地位，是构成单片机系统的駛件和软件基础。2•频率计数器概述2.1简介频率计数器是计算机、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。它的基木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、调试过程中，由于

6、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。本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个四位共阴极数码管显示器动态显示4位数。测量范围从1Hz—9999Hz的方波、用单片机实现口动测量功能。基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。2.2频率测量仪的设计思路与频率的计算频率测量仪的设计思路主要是：对信号分频，测量一个或几个被测量信号周期中已知标准频率信号的周期个数，进而测量出该信号频率的人小，其原理如右图1所示。若被测量信号的周期为，分频数ml

7、,分频后信号的周期为T,贝hT二mlTx。由图可知：T=NTo（注：To为标准信号的周期，所以T为分频后信号的周期，则可以算出被测量信号的频率f。）r由于单片机系统的标准频率比较稳定，而是系统标准信号r.**频率的误差，通常情况下很小；而系统的量化误差小于1,f]

8、]_所以由式T二NTo可知，频率测量的误差主要取决于N值的大小，N值越大，误差越小，测量的精度越高。2.3基本设计原理0N图2.1频率测量原理图基木设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行口动的测量。所谓“频率”，就是周期性信号

9、在单位时间（Is）内变化的次数。若在一定时间间隔T内测得这个周期性