毕业设计（论文）-基于单片机的数字频率计设计

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1、题目：基于单片机的数字频率计设计2015年6月19日基于单片机的数字频率计设计摘要随着电子信息产业的不断发展，信号频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。传统的频率计通常是用很多的逻辑电路和时序电路来实现的，这种电路一般运行缓慢，而且测量频率的范围比较小。考虑到上述问题，本文设计了一个基于单片机技术的数字频率计。首先，我们把待测信号经过放大整形；然后把信号送入单片机的定时计数器里进行计数，获得频率值；最后把测得的频率数值送入显示电路里进行显示。本文从频率计的原理出发，介绍了基于单片机的数字频率计的设计方案，选择了实现系统的各种电路元

2、器件，并对硬件电路用Multisim和Proteus进行了仿真。关键字：单片机，数字频率计，LED数码管，软件仿真目录一、引言11.1数字频率计的发展和意义11.2数字频率国内外的发展形势1二、系统总体设计32.1系统设计要求32.2测频方法32.3系统设计思路32.4系统设计框图4三、系统硬件设计53.1单片机模块53.1.1AT89C52介绍53.1.2单片机引脚分配63.1.3复位电路63.1.4定时/计数器63.2放大整形模块73.2.1与非门74LS0083.2.2放大整形模块原理图83.3分频模块83.3.1分频器74LS161

3、芯片93.3.2多路选择器74LS151芯片93.3.3分频模块原理图103.4显示电路103.4.1频率数值显示电路113.4.2频率数值单位显示电路11四、系统软件设计124.1开始124.2初始化模块124.3频率测量模块和量程自动切换模块134.4显示模块144.5延时模块14五、数字频率计仿真155.1放大整形电路仿真155.1.1仿真软件MULTISIM10.0仿真整形电路155.1.2仿真放大整形电路155.2频率计仿真165.2.1用KEIL软件编程165.3.2使用软件Proteus仿真频率计165.3.3频率计仿真运行调

4、试17六、结论20致谢21参考文献22附录A23程序源代码：23附录B29仿真效果图：29一、引言1.1数字频率计的发展和意义随着电子技术的飞速发展，各类分立电子元件及其所构成的相关功能单元，已逐步被功能更强大、性能更稳定、使用更方便的集成芯片所取代。由集成芯片和一些外围电路构成的各种自动控制、自动测量、自动显示电路遍及各种电子产品和设备已广泛应用于各个领域，更新换代速度可谓日新月异。在电子系统广泛的应用领域中，到处看见处理离散信息的数字电路。供消费用的冰箱和电视、航空通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中都用到数字技术。数

5、字频率计是现代通信测量设备系统中不可缺少的测量仪器，不但要求电路产生频率准确的和稳定度高的信号，而且能方便的改变频率。与传统的测量方式相比，运用了单片机频率计有着体积更小，运算速度更快，测量范围更宽和制作成本更低的优点。由于传统的频率计中有许多功能是依靠硬件来实现的，而采用单片机测量频率之后，有许多以前需要用硬件才能实现的功能现在仅仅依靠软件编程就能实现，而且不同的软件编程代码能够实现不同的功能，从而大大降低了制作成本。数字频率计主要实现方法有直接式、锁相式、直接数字式和混合式四种。直接式的优点是速度快、相位噪声低，但结构复杂、杂散多，一般

6、只应用在地面雷达中。锁相式和直接数字式都同时具有容易实现产品系列化、小型化、模块化和工程化的特点，其中，锁相式更是以其容易实现相位同步的自动控制且低功耗的特点成为众多业内人士的首选，应用最为广泛[1]。1.2数字频率国内外的发展形势在国际上数字频率计的分类有很多。按功能分类，电子计数器有通用和专用之分。通用型计数器是一种具有多种测量功能、多种用途的万能计数器，它可测量频率、周期、多周期平均值、时间间隔、累加计数、计时等。专用计数器指专门用来测量某种单一功能的计数器[1]。28按频段分类有低速频率计数器、中速频率计数器、高速频率计数器和微波频

7、率计数器之分。其中低速频率计数器最高计数频率小于10MHZ；中速频率计数器最高频率计数频率为10到100MHZ；高速频率计数器最高计数频率大于100MHZ；微波频率计数器的测频范围为1到80GHZ或更高。数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。现如今，数字频率计已经不仅仅是测量信号频率的装置了，还可以测量方波的脉宽。在人们的生产生活中数字频率计也发挥着越来越重要的作用，比如有数字频率计来监控生产过程，这样可以及时发现系统运行中的异常情况，以便给人们争取时间处理。除此之外，它还可以应用

8、于工业控制等其它领域。在传统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量时测量精度较低，误差较大。频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时快速地跟踪捕捉到