六位数显频率计数器 毕业论文附c程序

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1、毕业论文（设计）本科生毕业论文（设计）系（院）物理与电子信息科学系专业电子信息工程论文题目六位数显频率计数器学生姓名指导教师）班级2007级2班学号完成日期：2010年11月27毕业论文（设计）六位数显频率计数器[摘要]频率计是一种测量信号频率的仪器，在教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域都有较广泛的应用。本设计采用单片机AT89S51作为系统控制单元，其结构主要包括单片机控制电路和数码管显示电路，软件编程主要是采用C语言。具有性能优良，精度高，可靠性好、设计产品成本低，性价比高等特点。[关键词]单片机频率计频率测量前言在现代社会中，随着电子工业的发展，能够

2、精确测量各种设备仪器中电路的频率、电压、电流等参数已越来越重要。频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。传统的频率计通采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品不但体积较大，运行速度慢，而且测量低频信号时不宜直接使用。MCS—51系列单片机具有体积小，功能强，性价比比较高等特点，因此被广泛应用于工业控制和智能化仪器，仪表等领域。此设计是基于ATMEL公司的AT89S51单片机为核心，通过其T0与T1的定时与计数功能，来测量输入信号的频率，并通过六位动态数码管显示出来，并且尽可能使用最少的元

3、器件，在满足性能要求的前提下，节省成本，以期达到最大的性价比，性能优良，精度高，可靠性好等特点。1方案的选择与论证1.1数字频率计的基本原理频率计是一种测量信号频率的仪器，在教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域都有较广泛的应用。随着单片机技术的不断发展，单片机能实现更加灵活的逻辑控制功能，具有很强的数据处理能力，可以用单片机通过软件设计直接用十进制数字显示被测信号频率，能克服传统频率计结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端，而且频率计性能也将大幅提高。27毕业论文（设计）频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下

4、计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则没测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。1.2方案一其工作原理如图l所示。该方法是使用单片机自带的计数器对输入脉冲进行计数，其好处是设计出的频率计系统

5、结构和程序编写简单，成本低廉，不需要外部计数器，直接利用所给的单片机最小系统就可以实现。这种方法的缺陷是受限于单片机计数的晶振频率。本次设计使用的AT89S51单片机，将其内部定时/计数器Tl的功能设为定时。频率信号由T0端引入。由于检测一个由“1”到“0”的跳变需要两个机器周期。前一个机器周期测出“1”，后一个周期测出“0”。故输入时钟信号的最高频率不得超过单片机晶振频率的二十四分之一。而且由于定时不能达到ls，所以要多次引起片内定时器的溢出中断，由此会引起测频的误差。单片机最小系统输入信号数码管显示电源图1方案一原理框图1.3方案二27毕业论文（设计）其工作原

6、理如图2所示。该方法是单片机使用外部计数器对脉冲信号进行计数，计数值再由单片机读取。此方法的好处是输入的时钟信号频率可以不受单片机晶振频率的限制，可以对相对较高频率进行测量，但缺点是成本比第一种方法高，硬件系统结构比较复杂。为了节省硬件成本，可以采用动态扫描的方法进行显示。电源P3.2AT89S51P1P3.3P3.4闸门十进制计数器数据缓冲器数码管显示输入信号图2方案二原理框图1.4方案三其工作原理如图3所示。系统测频、测周期部分采用中小规模数字集成电路，用机械式功能转换开关换挡，完成测频率，测周期，测脉冲的功能。该方案的特点是中小规模数字集成电路应用技术熟悉，

7、概念清楚，能可靠地完成频率计的基本功能，但由于系统功能要求较高，所以电路过于复杂。而多量程转换开关使用不便。其测频原理图如图1。输入信号晶振信号放大整形显示器译码器计数器主门分频整形逻辑电路门控双隐图3方案三测频原理框图27毕业论文（设计）方案比较：从以上三个方案中可知,内部计数器法测量频率受晶振频率的限制而且多次中断会引发误差，但硬件结构简单。外部计数器法测量频率不受晶振频率的限制，但硬件结构复杂。方案三是采用中小规模数字集成电路实现频率的测量，其电路结构复杂，且稳定性、可靠性不高。因此通过对这3种方法优缺点的比较,本设计选取方案一，因为其硬件结构简单、稳定性、

8、可靠性高，