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1、基于单片机的频率计的设计杨丹（080307093）指导老师：郭玉摘要：在电子技术中，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。本设计所要介绍的是以单片机89C51为核心设计了一种频率计。在本文的设计采用单片机内部的定时器/计数器对脉宽的机器周期数进行计数,从而求得被测信号的频率值,最后通过静态显示电路显示数值由于单片机内部振荡频率很高,所以一个机器周期的量化误差相当小,可以有效地提高低频信号的测量准确性。关键词:单片机频率计数器设计测量准确性DesignoftheFrequencyBasedonSinglechipY
2、angdan(0803070930)Instructor:GuoyuAbstract:IntheElectricalTechnology,frequencyisoneofthebasicparameters,Whatismore,itconnectsswithmeasuringmeansandmeasuringreasultsofmanyelectricalparameters,sofrequencymeasuringismoreimportant.Thedesignisafrequencycounterwhosenucleusissinglechip89C51.Itusesthet
3、imerorcounterofsinglechipwhichcountesthemachinecycleofimpulsewidth,andwewillgetthefrequencyresultsofmeasuredsignal.Atlast,bystaticdisplayingcircuitandresults.Thehuntingfrequencyofsinglechipissohigh,thattheerrorofmachinecycleisslow,soitcanimprovethemeasuringveracityoflowfrequencyineffect.Keyword
4、s:SinglechipFrequencycounterDesignMeasuringveracity引言频率计数器是测量信号频率的装置,也可以用来测量方波脉冲的脉宽通常频率以数字形式直接显示出来,简便易读,即所谓的数字频率计频率测量对生产过程监控有很重要的作用,可以发现系统运行中的异常情况,以便迅速作出处理,传统的频率计采用测频法测量频率,通常由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采用基于单片机技术,而数字式频率计数器具有操作简单方便、响应速度快、体积小等一系列优点,可以及时准确地测量低频信号的频率。频率计最基本的工作原理
5、为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。在一个测量周期过程中，被测周期信号在输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲，送到主门的一个输入端。主门的另外一个输入端为时基电路产生电路产生的闸门脉冲。在闸门脉冲开启主门的期间，特定周期的窄脉冲才能通过主门，从而进入计数器进行计数，计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值，内部控制电路则用来完成各种测量功能之间的切换并实现测量设置。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
6、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。数字频率计是数字电路中的一个典型应用,实际的硬件设计用到的器件较多,连线比较复杂,而且会产生比较大的延时,造成测量误差、可靠性差。随着复杂可编程逻辑器件(CPLD)和功能越来越强大的单片机的广泛应用。数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器,它的基本功能是测量正弦信号、方波信号、尖脉冲信号及其他各种单位时间内变化的物量。在AT89C51单片机上实现的频率计,整个系统非常精简,而且具有灵活的现场可更改性。在不更改硬件电路的基础上,对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能。该数字频率计具有高速、精确、可靠、抗干
7、扰性强和现场可编程等优点。一89C51介绍本频率计的设计以AT89C51单片机为核心，频率测量电路选用89C51作为频率计的信号处理核心。89C51包含2个16位定时/计数器、1个具有同步移位寄存器方式的串行输入/输出口和4K×8位片内FLASH程序存储器。16位定时/计数器用于实现待测信号的频率测量或者待测信号的周期测量。同步移位寄存器方式的串行输入/输出口用于把测量结果送到显示电路。4K×8位片内FLASH程序存储器用于放置系统软件。89C51与具有更
