自适应数字频率计设计

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1、自适应数字频率论文编号：A甲参赛题目（自适应数字频率计）山东轻工业学院信控学院（姓名专业班级联系方式）顾耘电子信息工程-13-自适应数字频率计设计总结报告自适应数字频率山东轻工业学院第二届“银兴杯”电子设计大赛设计方案作品名称：自适应数字频率计参赛编号：A甲-13-自适应数字频率计设计总结报告自适应数字频率题目名称：自适应数字频率计摘要：本数字频率计由STC89C52RC型单片机为主控制器，通过AD转换器AD0804测量幅值，频率测量低频采用定时器对一个周期进行计时的手段，高频测量采用计数器对500ms内的脉冲进行

2、计数的方法。显示电路采用用4位数码，自动切换显示小数点及显示单位。幅度测量误差小于10%。输入信号频率范围上限扩大到20KHz。关键词：51单片机频率测量幅度测量-13-自适应数字频率计设计总结报告自适应数字频率目录一、系统设计-5-1.1设计要求-5-1.2各模块方案选择和论证-5-1.2.1控制器模块设计方案论证与选择-5-1.2.2测频电路的方案论证与选择-5-1.2.3测幅电路设计方案论证与选择-6-1.2.4电源模块设计方案论证与选择-6-1.3系统各模块的最终方案-6-二、系统硬件设计与实现-8-2.1

3、电源电路硬件设计-8-2.2单片机系统硬件设计-8-2.3测幅电路硬件设计-8-2.4测频电路硬件设计-9-2.5显示电路硬件设计-9-2.6控制按键电路硬件设计-10-三、系统的软件设计-11-3.1软件系统简介-11-3.2系统软件流程图-11-四、结论-12-五、参考文献-13--13-自适应数字频率计设计总结报告自适应数字频率一、系统设计1.1设计要求1．任务：设计并制作一个数字频率计，可以自动判别输入周期频率信号（5Hz-10k）的特性（单极性或双极性信号、信号的频率、信号幅度）。输入信号：正弦波、方波（

4、单极性或双极性），三角波、锯齿波、正向输入峰值（0.5-5v）。2、基本部分：频率测量误差小于1%（频率测量低频采用计时，高频采用计数），用4位数码显示，自动切换显示小数点及显示单位。幅度测量误差小于10%.自动切换显示小数点及显示单位。3、发挥部分：①尽可能提高测距精度。②输入信号频率范围上限扩大到20KHz。1.2各模块方案选择和论证设计思路依据题目要求，设计电路由单片机系统、4位数码管显示电路、频率测量调理电路、幅度测量电路、电源电路和控制按键电路几部分部分组成。下面对各个电路模块的设计方案论证分析如下：1.

5、2.1控制器模块设计方案论证与选择题目任务是制作一个具有自适应功能的数字频率计，根据题目的要求，控制器需用单片机即可实现。因此我们选用国产单片机STC89C52RC作为系统的主控器。STC系列的51单片机是集成了CPU、ROM、RAM、和I/O口的微型计算机。有很强的接口性能，此系统和外围接口芯片比较多，单片机运算功能强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程的饿实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低，体积小，技术成熟和成本低等优点。STC89C52RC单片机可同过串口直接烧写程序，无需编程器。给调试带来了极大的方

6、便。1.2.2测频电路的方案论证与选择-13-自适应数字频率计设计总结报告自适应数字频率案一、采用计数法测频。通过定时器定时500毫秒，计数器对信号脉冲的个数进行计数。优点：这种方法适合对高频信号的测量。缺点：对于低频信号的测量由于在设定时间内脉冲的数量少。误差较大。方案二、采用计时法测频。通过定时器对信号的一个周期进行计时。然后通过测得的时间计算频率。优点：这种方法适合对低频信号的测量。缺点：对于高频信号的测量由于在单周期时间短。误差较大。方案三、低频采用计时法，高频采用计数法。这种方法兼有前两种方案的优点，测量

7、精度较高，因此我们选择方案三。1.2.3测幅电路设计方案论证与选择方案一、采用AD转换器AD0804对信号进行采样。对采样的最大值进行保留并作为幅值显示。优点：AD0804为并行8位AD转换器，转换速度快。成本低。缺点占用IO口较多。方案二、数模模数转换芯片PCF8591对信号进行采样。对采样的最大值进行保留并作为幅值显示。优点：PCF8591是采用IIC通信的8位4路AD、1路DA芯片。占用IO数量少。缺点：读取速度慢，价格高。由于处理器IO资源较为丰富，转换速度的提高有助于提高测量精度，因此我们选用AD0804

8、用于测幅。1.2.4电源模块设计方案论证与选择系统单片机模块、AD0804芯片均使用5V电压供电，因此电源设置5V即可。方案一：采用USB接口供电，USB接口可提供500mA的电流，足够提供系统的供电。实现简单成本低。但应用不够灵活方案二：采用三端稳压集成7805得到稳定电压，利用此方法方便简单，工作稳定可靠。方案三：综合方案一和方案二，采用USB和三端稳压