毕业设计（论文）-基于at89c51单片机的数字式频率计设计

《毕业设计（论文）-基于at89c51单片机的数字式频率计设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要数字频率计就是用数字显示的方式测量信号频率的仪器，被测量的正弦波、方波、或其他周期性变化的信号。本次课程提出了一种以AT89C51单片机为控制核心的数字式频率计设计方案，本次课程提出了一种以AT89C51单片机为控制核心的数字式频率计设计方案，并采用74HC系列数字逻辑器件进行设计，电路结构简单、成本较低，测辆范围可达1HZ~1MZ。数字式频率计电路主要由闸门电路、设计电路、AT89C51控制电路与LCD1602液晶显示等单元组成。在论文中对数字式频率计进行了详细的简述与说明。关键字：单片机频率测量14目录1.系统总体设计方案31.1数字频率计

2、测频的基本原理41.2总体思路41.3具体模块52.硬件电路具体设计52.1单片机开发板原理52.2放大整形模块62.3整形放大电路的设计仿真73.基本单元电路设计73.1时基电路73.2闸门电路83.3逻辑控制电路设计93.4锁存及译码电路设计93.5逻辑控制电路的仿真103.6锁存及译码电路设计114.显示模块114.1数码管介绍125.系统组装、调试及结果13总结13致谢14参考文献1414引言在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件。单片机作为最为典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。单片机已

3、成为电子系统的中最普遍的应用。单片机作为微型计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛。其中以AT89C52为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大，派生产品最多，基本可以满足大多数用户的需要。频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。由于频率信号抗干扰性强，易于传输，因此可以获得较高的测量精度。随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。测量频率的

4、方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、 使用方便、 测量迅速。以及便于实现测量过程 自动化等优点。 是频率测量的重要手段之一。设计要求1．主要技术要求（1）频率测量　　a．测量范围信号：方波、正弦波、三角波；幅度：0.2V～5V；频率：1Hz～10kHz；100KHZ～1MHZ；　　b．测量误差≤0.1%（2）周期测量　　a．测量范围信号：方波、正弦波、三角波；幅度：0.2V～5V；频率：1Hz～10kHz；100KHZ～1MHZ　　b．测量误差≤0.1%（3）脉冲宽度测量　　a．测量范围信号：脉冲波；幅度：0.2V～5V；14脉冲宽度≥1

5、00μs　　b．测量误差≤1%（4）显示器4位十进制数显示，小数点自动定位，单位指示灯显示，显示刷新时间1～10秒连续可调。141.系统总体设计方案1.1测频原理：测频的原理归结成一句话，就是“在单位时间内对被测信号进行计数”。被测信号，通过输入通道的放大器放大后，进入整形器加以整形变为矩形波，并送入主门的输入端[3]。由晶体振荡器产生的基频，按十进制分频得出的分频脉冲，经过基选通门去触发主控电路，再通过主控电路以适当的编码逻辑便得到相应的控制指令，用以控制主门电路选通被测信号所产生的矩形波，至十进制计数电路进行直接计数和显示。若在一定的时间间隔T

6、内累计周期性的重复变化次数N，则频率的表达式为式：（1）图1说明了测频的原理及误差产生的原因。时基信号待测信号丢失（少计一个脉冲）计到N个脉冲多余（比实际多出了0.x个脉冲）图1测频原理在图1中，假设时基信号为1KHZ，则用此法测得的待测信号为1KHZ×5=5KHZ。但从图中可以看出，待测信号应该在5.5KHZ左右，误差约有0.5/5.5≈9.1%。这个误差是比较大的，实际上，测量的脉冲个数的误差会在±1之间。假设所测得的脉冲个数为N，则所测频率的误差最大为δ=1／（N-1）*100%。显然，减小误差的方法，就是增大N。本频率计要求测频误差在1‰以

7、下，则N应大于1000。通过计算，对1KHZ以下的信号用测频法，反应的时间长于或等于10S，。由此可以得出一个初步结论：测频法适合于测高频信号。频率计数器严格地按照公式进行测频[4]。由于数字测量的离散性，被测频率在计数器中所记进的脉冲数可有正一个或负一个脉冲的量化误差，在不计其他误差影响的情况下，测量精度将为：14应当指出，测量频率时所产生的误差是由N和T俩个参数所决定的，一方面是单位时间内计数脉冲个数越多时，精度越高，另一方面T越稳定时，精度越高。为了增加单位时间内计数脉冲的个数，一方面可在输入端将被测信号倍频，另一方面可增加T来满足，为了增加

8、T的稳定度，只需提高晶体振荡器的稳定度和分频电路的可靠性就能达到。上述表明，在频率测量时，被测信号频率越高，测量精度越高。