文档介绍：兰州工业高等学校
毕业论文
课题:基于单片机的数字频率计的设计
专业电气工程系
学生姓名
班级电自08-1班
学号
指导教师
目录
摘要 3
前言 1
第一章绪论 2
2
课题研究的目的和意义 2
2
第二章数字频率计总体方案设计 3
3
4
4
第三章数字频率计的硬件系统设计 5
数字频率计的硬件系统框架 5
数字频率计的主机电路设计 5
8
9
12
15
第四章数字频率计软件系统设计 16
软件设计规划 16
16
16
17
18
18
18
中断流程 20
第五章数字频率计的仿真调试 22
参考文献 23
致谢 24
附录(程序) 25
附录:数字频率计的系统原理图 28
摘要
本方案主要以单片机为核心,主要分为时基电路,逻辑控制电路,放大整形电路,闸门电路,计数电路,锁存电路,译码显示电路七大部分,设计以单片机为核心,被测信号先进入信号放大电路进行放大,再被送到波形整形电路整形,把被测的正弦波或者三角波整形为方波。利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程,并把测出的频率数据送到显示电路显示。
本设计以89C51单片机为核心,应用单片机的算术运算和控制功能并采用LED数码显示管将所测频率显示出来。系统简单可靠、操作简易,能基本满足一般情况下的需要。既保证了系统的测频精度,又使系统具有较好的实时性。本频率计设计简洁,便于携带,扩展能力强,适用范围广。
[关键词]单片机,运算,频率计,LED数码管
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前言
在电子测量领域中,频率测量的精确度是最高的,可达10—10E-13数量级。因此,在生产过程中许多物理量,例如温度、压力、流量、液位、PH值、振动、位移、速度、加速度,乃至各种气体的百分比成分等均用传感器转换成信号频率,然后用数字频率计来测量,以提高精确度。
国际上数字频率计的分类很多。按功能分类,测量某种单一功能的计数器。如频率计数器,只能专门用来测量高频和微波频率;时间计数器,是以测量时间为基础的计数器,其测时分辨力和准确度很高,可达ns数量级;特种计数器,它具有特种功能,如可逆计数器、予置计数器、差值计数器、倒数计数器等,用于工业和白控技术等方面。数字频率计按频段分类(1)低速计数器:最高计数频率<10MHz; (2)中速计数器:最高计数频率10—100MHz; (3)高速计数器:最高计数频率>100MHz; (4)微波频率计数器:测频范围1—80GHz或更高。
单片机自问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多应用场合的需要,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点,因此,在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机,由于功耗低,使用的温度范围大,抗干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合,更加扩大了单片机的应用范围,也进一步促使单片机性能的发展。
第一章绪论
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。
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,但闸门时间越长则每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。
课题研究的目的和意义
单片机数字频率计以其可靠性高、体积小、价格低、功能全等优点,广泛地应用于各种智能仪器中,这些智能仪器的操作在进行仪器校核以及测量过程的控制中,达到了自动化