单片机课程设计报告智能频率计.doc

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1、.课程设计题目：目录一引言.1.1智能频率计概述1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算1.3基本设计原理二智能频率计（低频）的系统硬件结构设计2.1系统硬件的构成2.2系统工作原理图2.3稳压电源的设计2.4光电式传感器的选择2.5AT89C51的选择2.6七段码LED显示器三系统软件设计3.1系统工作流程图3.2系统软件工作原理3.3系统软件处理方法四智能频率计4.1原理图4.2系统各部分流程图4.3汇编源程序代码（程序）五参考文献六设计心得基于51单片机的智能频率计.引言单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块

2、，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。本应用系统设计的目的是通过在“单片机原理及接口技术”课堂上学习的知识，以及查阅资料，培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。全能提高个人系统开发

3、的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。设计要求及方法本次课程设计要求：（1）以单片机为89C51控制核心（2）4位LED显示（3）传感器采用光电式（4）有稳压电源的设计（5）画出完整的原理图，并画出流程图，编写相应的程序一智能频率计1.1智能频率计概述智能频率计是计算机、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智能测量仪器。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，由于其使用十进制数

4、显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。.本智能频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602ALCD显示器动态显示6位数。测量围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1us,10us,100us,1ms。用单片机实现自动测量功能。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。1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算图1频率测量原理图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

5、个数，进而测量出该信号频率的大小，其原理如右图1所示。若被测量信号的周期为，分频数m1，分频后信号的周期为T，则：T=m1Tx。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。）由于单片机系统的标准频率比较稳定，而是系统标准信号频率的误差，通常情况下很小；而系统的量化误差小于1，所以由式T=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。1.3基本设计原理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

6、波、三角波的频率进行自动的测量。所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）变化的次数。若在一定时间间隔T测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为f=N/T。其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测频率fx。时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为1s，则门控电路的输出信号持续时间亦准确地等于1s。闸门电路由标准秒信号进行控制，当秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。秒信号结束时闸门关闭，计数器停止计数。由于计数器计得的脉冲数N是在1秒时间的累计数，所以被测

7、频率fx=NHz。二智能频率计（低频）的系统硬件结构设计2.1系统硬件的构成本频率计的数据采集系统主要元器件是单片机AT89C51.，由它完成对待测信号频率的计数和结果显示等功能，外部还要有分频器、显示器等器件。可分为以下几个模块：放大整形模块、秒脉冲产生模块、换档模拟转换模块、单片机系统、LED显示模块。各模块关系图如图2所示：图2智能频率计功能模块2.2系统工作原理图图3智能频率计系统工作原理图.2.3稳压电源的设计电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从220伏市电变换成直流电，应该先把220伏交流变成低压交流电，再用整流电路

8、变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到所要得的+5伏直流电。2.4光电式传感器的选择光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的光能量，并能将光能转化成电信号的器件。其工作原