基于proteus的数字频率计的设计与仿真.pdf

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1、《自动化与仪器仪表》2016年第1期(总第195期)基于proteus的数字频率计的设计与仿真张玲1，王靖怡2，王永祥1(1．兰州文理学院电子信息工程学院，甘肃兰州730000；2．合肥工业大学信息工程学，安徽合肥230009)摘要：介绍了一种对任意信号频率进行测量的仿真设计。该系统用AT89c51单片机为控制核心，基于proteus仿真平台，结合数字时钟信号源的图表仿真，给出了针对数字脉冲信号频率测量的设计电路图，验证了设计正确可行。关键词：Proteus；AR9C5l；频率计中图分类号：TM935文

2、献标识码：ADOI编码：10．14叭6／j．cnki．1001—9227．2016．01．175Abstract：BasedonPmteussimulationplatfonTl，theAT89C51microcontr01lerasthecore，Digitalfrequencymeterdes培nedusingitsintemaltimer／counter，Measurementofarbitrarysignalfrequencycanbeaccomplished．Thispaperdiscusse

3、stheprincipleandmethodofdigitalfbquencymeter，SimuIationofProteuschartwithdigitalclocksignalsource，Thedesigncircuitdiagmmofdigitalpulsesignalfrequencymeasurementisgiven，Andverifyitscorrectnessbysimulation．KeywOrds：Proteus；AT89C51；FrequencymeterO引言在对电参数的测量

4、中，目前测量准确度最高的就是对频率时间的测量，因而频率计的设计研究非常重要。传统的频率测量是以组合逻辑电路和时序逻辑电路为核心，结构复杂且精度也不高。⋯。而单片机具有体积小、功能强等优势，在电子领域应用已十分广泛。单片机内部含有稳定度极高的标准频率源和定时器／计数器等硬件旧41，可以很方便地实现对中、低频周期性信号的频率进行有效测量。Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件H1。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围

5、器件的工具，功能极其强大。1系统组成及工作原理1．1数字频率计组成数字频率计是一个将被测信号频率显示出来的计数装置，它主要由单片机89c51控制、LED显示器、电源等组成。利用单片机实现对某一信号频率的测量，首先需要单片机对被测信号进行脉冲采集，即单片机能准确识别的信号为周期性矩形脉冲信号，前级波形整形电路D。本文不作介绍。1．1．1数字脉冲信号源在本设计中，被测输入信号由数字时钟源“DCL0cK”产生，在电路中添加数字时钟源的具体操作如图所示：●数字时钟信号源的选择和放置：(1)单击工具箱中的快捷按钮

6、，出现如下图所示色所有激励源名称列表，用鼠标左键单击“DcLOcK”，则在预览窗口中出现数字时钟信号源的符号。(2)在原理图编辑窗口双击鼠标左键，则数字时钟信号源被放置到原理图编辑界面中。可使用镜像、翻转工具调整其在原理图中的位置。收稿日期：2015一09一06作者简介：张玲(1965一)，女，甘肃秦安人，副教授，主要从事电子信息工程的教学和研究工作。卿圈孽鹱露弹霉啊圈霸胃啊蹩辇辫●■j#I*_f”．-．t-∞Mo‘‘ot⋯：轰m7¨l■一十aI目喇§：；≯”‘·-wr_l川■哪’雌一‘●■“’I-峨■

7、#罅’缸。●鼬’●■4···-7曩图I●属性没拦：(1)双击原理图中的数字信号源符号，出现其属性设置对话框，如下图所示。(2)在“激励源名称”项中输入自定义的数字信号源的名称“数字信号源”，并在“时间”项中把频率值设为待测频率值。(3)单击“确定”按钮，完成设置。(4)采用图表仿真模式旧1来观察数字脉冲信号的产生，如图。1．1．2单片机A鸭9C5l芯片选择ATMEL公司的AT89C51芯片，内部时钟12MHz，具有4kB闪烁程序存储空间，方便指令代码擦写，是一款性价比高、非常适合仪器设计开发的芯片由于将

8、多功能8位CPu和闪烁存储器组合在单个芯片中，是一种高效微控制器旧1。1．1．3LED显示器选择6位共阴LED数码管显示。本设计利用单片机的P3．4口作为脉冲信号采集端口，通过单片机程序控制，对LED显示器进行段控和位控，实现动态显示。1．2测量方法选择一般而言，对频率的测量有测频法和测周法两种。测频法是利用外部电平变化引发的外部中断，测算1s内电平变化出现的次数，从而实现对频率的测定；测周法是通过测算某两次电平变化引发的中断之间的时间，即