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单片机简易频率计课程设计.docx

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单片机简易频率计课程设计.docx

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文档介绍

文档介绍:word
参考文献17
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前言3
一、 总体设计4
二、硬件设计6
AT89C51单片机与其引脚说明:6
显示原理8
技术参数10
电参数表10
时序特性表11
模块引脚功能表12
三、软件设计12
四、调试说明15
五、使用说明17
结论17
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附录19
I、系统电路图19
H、程序清单20
、儿 、,
刖百
单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪 迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输, 工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能 IC卡,民用豪华
轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以与程控玩具、 电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、 智能仪 表、医疗器械以与各种智能机械了。因此,单片机的学****开发与应用在生活中 至关重要。
随着电子信息产业的不断开展,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,而且测量频率的围比拟小。考虑到上述问题,本论文设计 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展计数, 获得频率值;最后把测得的频率数 值送入显示电路里进展显示。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,选择了实现系统得各种电路元器件, 并对硬件电路进展了 仿真。
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A'总体设计
用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正 弦波、方波、三角波的频率进展自动的测量
所谓“频率〃,就是周期性信号在单位时间〔1s〕变化的次数。假如在一定 时间间隔T测得这个周期性信号的重复变化次数 N,如此其频率可表示为f=N/T。 其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号, 其重复频率等于被测频率
fxo时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号,假如其周期为 1s,如此门控
电路的输出信号持续时间亦准确地等于 1s。闸门电路由标准秒信号进展控制,
当秒信号来到时,闸门开通,被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。 秒
信号完毕时闸门关闭,计数器停止计数。由于计数器计得的脉冲数 N是在1秒
时间的累计数,所以被测频率fx=NHz
本系统采用测量频率法,可将频率脉冲直接连接到 AT89C51的T0端,将T/C1 用做定时器。T/C0用做计数器。在T/C1定时的时间里,对频率脉冲进展计数。
在1S定时所计脉冲数即是该脉冲的频率。见图 1:
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图1测量时序图
由于T0并不与T1同步,并且有可能造成脉冲丢失,所以对计数器 T0做一 定的延时,以矫正误差。具体延时时间根据具体实验确定。
根据频率的定义,频率是单位时间信号波的个数,因此采用上述各种方案都
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能实现频率的测量。但是本论文设计的是一个用单片机做为电路控制系统的数字 式频率计,采用脉冲定时测频法,如此在低频率的测量时误差会大一些。 采用脉 冲周期测频法如此测高频率时精度无法保证;采用脉冲数倍频测频法和脉冲数分 频测频法如此精度有所提高,但控制电路较复杂;采用脉冲平均周期测频法如此 很难兼顾低频信号的测量;而采用多周期同步测频法,闸门时间与被测信号同步, 消除了对被测信号计数产生的土 1误差,测量精度大大提高,且测量精度与待测 信号的频率无关,达到了在整个测量频段等精度测量。 本次设计由于个人水平有 限,因此,本次设计根据需要,采用脉冲定时测频法。
根本设计原理是首先把待测信号通过放大整形, 变成一个脉冲信号,然后通 过控制电路控制计数器计数,最后送到译码显示电路里进展显示, 其根本构成框 图如图2所示。
图2
由上图可以看出,待测信号经过放大整形电路后得到一个待测信号的脉冲信 号,然后通过计数器计数,可得到需要的频率值,最后送入译码显示电路中显示 出来。但是控制局部才是最重要的,它在整个系统的运行中起至关重要的作用。
为了得到一个高性能的数字频率计,本次设计采用单片机来做为数字频率计 的核心控制电路,辅之于少数的外部控制电路。因此本此设计的系统包括信号放 大整形电路、分频电路、单片机AT89C51和显示电路等。本系统让被测信号经过 放大整形后,进入单片机开始计数,利用单片机部定时计数器定时,在把所记得 的数经过相关处理后送到显