文档介绍：电子技术综合
设计
自适应数字频率计设计
组员姓名(学号):
专业:
班级:
日期:
2013年 12月 26日
目录
第一章背景和意义 1
频率计概述 2
频率计发展现状及研究概况 3
本课题研究背景及主要研究意义 4
5
第二章方案设计 5
6
7
9
10
11
12
第三章详细设计 13
硬件详细设计 14
15
16
17
软件详细设计 18
19
21
23
24
第四章调试与结果 25
26
26
29
30
第五章结论 31
结语 32
参考文献 33
致谢 34
附录 35
1硬件设计原理图: 36
2硬件设计PCB图: 37
3 数字频率计测量频率程序: 38
基于单片机自适应数字频率计的设计与实现
摘要
本组提出设计数字频率计的方案主要以单片机(STC89C52)为工作核心,以74LS393实现分频(2到256分频),配合CD4051控制输入单片机位选,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,实现测量频率范围为1Hz-9999KHz的测量。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。
核心是单片机,使用的元器件相对较少,原理电路简单,调试过程中只需改变程序的设定即可以实现不同频率范围的测试能自动选择测试量程的功能。
关键词:数字频率计; 单片机AT89C52; 自适应频率测量
第一章背景和意义
频率计概述
频率是电子学测量的一个基础参数,同时它在工程应用中也是一个非常重要的参数指标。因此,在电子测量领域中频率测量已经成为最重要的测量之一。伴随着技术的不断发展科学的不断提高,人们对产品的要求也会相应的水涨船高,数字化的电子产品越来越受到欢迎
1]。频率计作为比较常用和实用的电子测量仪器,广泛应用于科研机构、学校、家庭等场合,因此它的重要性和普遍性勿庸质疑。数字频率计具有体积小、携带方便;功能完善、测量精度高等优点,因此在以后的时间里,必将有着更加广阔的发展空间和应用价值。比如:将数字频率计稍作改进,就可制成既可测频率,又能测周期、占空比、脉宽等功能的多用途数字测量仪器。将数字频率计和其他电子测量仪器结合起来,制成各种智能仪器仪表,应用于航空航天等科研场所,对各种频率参数进行计量;应用在高端电子产品上,对其中的频率参数进行测量;应用在机械器件上,对机器振动产生的噪声频率进行监控;等等。研究数字频率计的设计和开发,有助于频率计功能的不断改进、性价比的提高和实用性的加强。以前的频率计大多采用TTL数字电路设计而成,其电路复杂、耗电多、体积大、成本高。随后大规模专用IC(集成电路)出现,如ICM7216,ICM7226频率计专用IC,使得频率计开发设计变得简单,但由于价格较高,因此利用IC设计数字频率计的较少。现在,单片机技术发展非常迅速,采用单片机来实现数字频率计的开发设计,实现频率的测量,不但测量准确,精度高,而且误差也很小。在这里,我们将介绍一种简单、实用的基于单片机AT89C52的数字频率计的设计和制作。[1]
频率计发展现状及研究概况
由于当今社会的需要,对信息传输和处理的要求不断提高,对频率的测量的精度也需要更高更准确的时频基准和更精密的测量技术。而频率测量所能达到的精度,主要取决于作为标准频率源的精度以及所使用的测量设备和测量方法。目前,测量频频的方法有直接测频法、内插法、游标法、频差倍增法等等。直接测频的方法较简单,但精度不高。频差倍增多法和周期法是一种频差倍增法和差拍法相结合的测量方法,这种方法是将被测信号和参考信号经频差倍增使被测信号的相位起伏扩大,再通过混频器获得差拍信号,用电子计数器在低频下进行多周期测量,能在较少的倍增次数和同样的取样时间情况下,得到比测频法更高的系统分辨率和测量精度
2],但是仍然存在着时标不稳而引入的误差和一定的触发误差。
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。数字频率计是现代通信测量设备系统中必不可少的测量仪器,不但要求电路产生频