基于AT89 C5 1单片机的频率计设计方法的研究
基于AT89C51单片机的量程自切换频率计
基于AT89C51单片机的量程自切换频率计孔令荣【摘要】量程自切换频率计采用AT89C51单片机控制，主要由信号放大整形电路，单片机控制电路，分频电路，信号显示电路以及电源电路五个模块组成。
本文阐述了系统的硬件组成及工作原理，论证了设计方案的可行性。
系统程序采用C语言编写，经Keil软件进行调试后在Proteus软件中进行仿真，并且经过实物的测试，可以实现对不同波形的频率进行测量。
具有自动切换并指示量程，精度较高，测量范围较大等特点%Range switching frequency meter is controlled byAT89C51. This system is mainly composed of the signal amplification shaping circuit,single-chip control circuit,divider circuit,the signal display circuit and power circuit. This paper describes the hardware components and working principle of the system ,and demonstrates the feasibility ofthe design program. The system program written by C language is debugged by the Keil software,after which simulated in the Proteus software.And after physical test that can realize the measurement of the frequency of sine wave,triangle wave and square wave.With automatic switch and indicator range, high accuracy, measuring range.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)022【总页数】4页(P168-170,174)【关键词】单片机;量程;自切换;频率计【作者】孔令荣【作者单位】南京理工大学泰州科技学院电子电气工程学院,江苏秦州225300【正文语种】中文【中图分类】TN74近年来，随着科学技术的快速发展，特别是类似单片机等相关集成电路生产技术的快速崛起，推动了仪器仪表及家电产业的快速发展，用程序代码来简化硬件电路的复杂程度，使其不断向着体积小，价格低廉，功能更加多样化、智能化的方向发展。
基于AT89C51单片机实现的数字频率计设计
目录第1章绪论 (2)1.1 摘要 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (2)第2章元器件选型 (3)2.1 主控制器选择 (3)2.2 计时方案选择 (3)2.3 显示方案选择 (3)2.4 扩展接口选择 (4)第3章系统硬件电路设计 (4)3.1 系统原理框图 (4)3.2 时钟电路和复位电路 (5)3.3 基本电路设计 (6)3.4 数码管显示电路设计 (6)3.5 频率发生电路设计 (8)3.6 电源电路设计 (8)第4章程序流程图与源程序 (9)4.1 程序流程图 (9)4.2 主程序 (10)第5章系统功能分析与说明 (13)5.1 频率计的概述 (13)5.2 频率计的工作原理 (13)5.3 设计思想 (13)5.4 软硬件调试 (13)5.5 系统功能分析 (14)第6章课程设计总结 (14)参考文献 (14)附录 (15)第 1 章绪论1.1 摘要本文设计了一种以单片机AT89C51为核心的数字频率计。
介绍了单片机、数字译码和显示单元的组成和工作原理。
测量时，将被测输入信号送给单片机，通过程序控制计数，结果送8279驱动数码管显示频率值。
频率计具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点。
适合测量低频信号。
系统简单可靠、操作简易，能基本满足一般情况下的需求。
既保证了测频精度，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。
【关键字】：频率计、单片机、LED显示1.2 本设计任务和主要内容一、设计题目设计一个频率计，数字显示格式：X X X X。
二、设计内容与要求1、通过定时器计数方式采集频率信号。
2、通过8279在4位数码管上显示频率大小。
三、设计目的1.通过亲身的设计应用电路，将所用的理论知识应用到实践中，增强实践动手能力，进而促进理论知识的强化。
2.通过频率计的设计系统掌握51单片机的应用。
掌握采集频率与数码显示软件编程及硬件设计的方法，掌握根据课题的要求，提出选择设计方案，查找所需元器，设计并搭建硬件电路，编程写入EPROM并进行调试等。
基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究
基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究【基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究】一、引言在现代科技日新月异的今天，单片机作为一种微型计算机，已经被广泛应用于各个领域。
其中，at89c51单片机以其稳定、可靠、易用的特点，成为了广大电子爱好者和专业技术人员的首选。
频率计作为一种常见的电子测量仪器，通过对信号的计数或者对波形的周期进行时间测量，能够准确测量信号的频率。
基于at89c51单片机的频率计设计方法成为了研究的焦点。
二、基本原理1. at89c51单片机简介at89c51单片机是一款典型的8位微控制器，具有4 KB 的内部Flash 可编程存储器。
它集成了许多功能模块，包括定时器、串行总线接口、模数转换器等，非常适合用于频率计的设计。
2. 频率计的基本原理频率计主要通过计数或者时间测量来确定信号的频率。
在基于at89c51单片机的设计中，一般采用定时器/计数器模块来实现频率的测量。
三、设计方法1. 信号输入在频率计的设计中，首先需要考虑的是信号的输入。
可以通过外部引脚的方式输入信号，也可以通过模拟输入口进行信号的输入。
2. 信号计数利用at89c51单片机的定时器/计数器模块，可以很方便地对输入的信号进行计数。
通过对计数值的读取和处理，可以得到信号的频率。
3. 显示输出设计一个合适的显示模块，将测得的频率值以数字或者图形的方式呈现给用户，从而实现频率的测量和显示。
四、关键技术1. 定时器/计数器模块的应用at89c51单片机的定时器/计数器模块是实现频率计的关键。
通过合理的配置和使用，可以实现对复杂信号的准确测量。
2. 中断技术的应用在频率计的设计中，中断技术可以帮助我们实时地对信号进行处理，提高系统的实时性和准确性。
3. 数字滤波技术对于输入的信号，往往存在噪声和干扰，因此需要借助数字滤波技术对信号进行处理，提高测量的精度和稳定性。
五、实际应用基于at89c51单片机的频率计设计方法已经在许多实际应用中得到了广泛的应用。
基于AT89C51的频率计设计
基于AT89C51的频率计设计第一章绪论；随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片；采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量；通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪；1.1频率计的概述；数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产；本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用；1.2频率计的主要性能；1.2.1.测试功能；它表明数字频率计所具备的全部测试第一章绪论随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测量仪器。
频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。
对石英晶体振荡器，各种信号发生器，各种倍频和分频电路输出信号的频率需要测量；广播，电视，电讯，微电子技术等现代化的科学领域，更需要进行频率测量。
采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量仪器，所以按测量原理来分，数字频率计可分为谐振式，比较式和计数式三类；按选用电路形式来分，它又可以分为模拟式和数字式两类。
通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪器，称为数字频率计，有时也称为通用计数器或电子计数器。
当前较多采用的是数字频率计。
计数式频率计是基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字计数技术发展起来的一类新型数字仪器。
与其他电子仪器一样，数字频率计也经历了电子管，晶体管和集成电路等几个阶段，其性能日臻完善，功能不断扩大，若配以适当的插件或传感器，还可以对多种电量和非电量进行测量。
1.1 频率计的概述数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
它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，方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。
基于AT89C51单片机的量程自切换频率计
化的方向发展。 功能齐全，价格低廉的产品越来越受到人们
的青睐，当然，科技的发展最先受益的还是从事前沿科技研
究领域的人员，对于他们来说，一款好的测量设备将为他们 的研究工作带来便利的同时也减轻很多负担。 就目前而言，
图 1 频率计的总体工作原理框图 Fig. 1 Working principle diagram of frequency meter
第 20 卷 第 22 期 Vol.20 No.22
电子设计工程 Electronic Design Engineering
2012 年 11 月 Nov. 2012
基于 AT89C51 单片机的量程自切换频率计
孔令荣 （南京理工大学 泰州科技学院 电子电气工程学院， 江苏 泰州 225 计 采用 AT89C51 单 片 机 控制 ，主 要由信 号放 大整形电 路，单 片 机 控制 电 路 ，分频电 路 ，信号 显
示 电 路 以 及 电 源 电 路 五 个 模 块 组 成 。 本 文 阐 述 了 系 统 的 硬 件 组 成 及 工 作 原 理 ，论 证 了 设 计 方 案 的 可 行 性 。 系 统 程 序 采
用 C 语 言 编写 ，经 Keil 软 件进 行 调 试后 在 Proteus 软 件中 进 行 仿真 ，并 且 经过 实 物 的测 试 ，可 以实 现 对 不同 波 形 的频
高 端 仪器 设 备 很多 均 依 赖进 口 ，研 究并 制 造 出属 于 我 们 国 家 1.1 放大整形电路的设计
自己的高端仪器设备将是我们一直努力的方向，而且也具有
9013 是一种 NPN 结构的三极管， 集电极和发 射 极 之间
非常广阔的发展前景。
的最高电压 25 V，集电极 和 基 极之 间 的 最高 电 压 为 45 V，发
基于AT89C51单片机嵌入式频率计的设计
基于AT89C51单片机嵌入式频率计的设计嵌入式频率计是一种用于测量频率的仪器，通常由单片机、显示屏、电源和输入输出接口等组成。
本文将以AT89C51单片机为核心，设计一种基于AT89C51单片机的嵌入式频率计。
首先，我们需要了解AT89C51单片机的特点和基本原理。
AT89C51是一款高性能、低功耗的8位CMOS单片机，具有4KB的闪存和128字节的数据RAM。
该单片机采用经典的8051核心，具备强大的计时/计数功能，适合于频率计的设计。
其次，我们需要确定输入输出接口和显示屏的类型和规格。
对于频率计来说，常用的输入方式有脉冲输入和信号输入，输出方式一般为显示屏或串口输出。
根据实际需求选择适合的输入输出接口和显示屏类型。
接下来，我们需要编写程序来实现频率计的功能。
首先，通过配置单片机的IO口为输入或输出，将脉冲输入连接到IO口上。
利用单片机的计时/计数功能，统计脉冲的数目，并将其转换成频率值。
然后，将频率值显示在显示屏上，以便用户查看。
在编写程序时，需要考虑到时钟频率和计数器的精度。
可以通过设置单片机的时钟频率，提高计数的精度。
同时，还可以根据实际情况选择合适的计数器，以适应不同的频率范围。
此外，还可以增加一些附加功能，如保存测量结果、设置警报阈值等。
通过设置相应的变量和标志位，可以实现这些功能，并通过显示屏或串口输出进行反馈。
最后，我们需要进行硬件连接和软件开发。
将单片机与显示屏、输入输出接口等相连，进行适当的调试和测试。
在开发过程中，需要注意硬件和软件的一致性，并及时修正错误和缺陷。
总之，基于AT89C51单片机的嵌入式频率计是一种简单而实用的测量仪器。
通过合理的硬件设计和软件开发，可以实现准确、稳定的频率测量，并具备一定的附加功能。
这种频率计不仅适用于实验室、工厂和仪表等领域，还可以用于学习和教育等用途。
实验报告基于AT89C51的液晶显示频率计的设计
本科学生单片机课程设计报告题目基于单片机的频率计设计姓名学号201218033院（系）工程与设计学院专业、年级应用电子技术教育 2012级指导教师杨进宝课程设计成绩评定表实评总分指导教师签名引言在设计单片机和数字电路时经常需要测量脉冲个数、脉冲宽度、脉冲周期、脉冲频率等参数,虽然使用逻辑分析仪可以很好地测量这些参数,但其价格昂贵。
且实现测量的数字化、自动化、智能化已成为各类仪器仪表设计的方向,这里介绍一种用单片机控制的、全自动、数字显示的测量频率的方法。
频率计是我们在电子电路试验中经常会用到的测量仪器之一，它能将频率用数码管或液晶显示器直接显示出来，给测试带来很大的方便，使结果更加直接；且频率计还能对其它多种物理量进行测量，如机械振动的频率、声音的频率等，都可以先转变成电信号，然后用频率计来测量，研究频率计的设计与制作将会对我们的生活有很大意义。
现代的频率计多是用数码管显示的，其结果不明确，表示也不直接，研究液晶显示的频率计对频率计的发展很有意义。
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，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。
因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。
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理量。
它被广泛应用于航天、电子、测控等领域。
数字式频率计是基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字电路技术发展起来的一种新型的数字测量仪器。
由于数字电路的飞速发展，数字频率计的发展也很快。
在电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。
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，从而提高了系统的可靠性和速度。
纵观现在的数字频率计，其基本原理都是相同的，频率是单位时间（1S）内信号发生周期变化的次数。
基于89C51单片机的可自选量程的数字频率计设计
1 引言单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度[1]。
51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和皮鞭接受及应用，51系列单片机还会在继后很唱一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高速发展的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用时非常重要的。
随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。
推动该潮流迅猛发展的引擎上日趋进步和完善的设计技术。
目前数字频率计的设计可以直接面向用户要求，根据系统的行为和功能要求，自上至下的逐层挖不出个办法相应的描述、综合、优化、仿真与验证，知道生成期间。
上述设计过程除了系统行为和功能描述以外。
其余所有的设计过程几乎都可以用计算机来自动的完成，也就是说做到了电子设计自动化（EDA）。
这样做可以大大地缩短系统的设计周期，以适应当今品种多，批量下的电子市场的需求，提高产品的竞争能力。
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）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用汇编语言。
将使整个系统大大简化。
提高整体的性能和可靠性。
本文用汇编语言在CPLD器件上实现一种8 b数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，不仅能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。
具有体积小、功耗低等特点。
2 系统概述2.1 数字频率计的概述数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。
采用AT89C51单片机的数字频率计设计
采用A T89C51单片机的数字频率计设计编辑：D z3w.C o m文章来源：网络我们无意侵犯您的权益,如有侵犯请[联系我们]采用A T89C51单片机的数字频率计设计概述：设计一种以单片机A T89C51为核心的数字频率计，介绍了单片机、数字译码和显示单元的组成及工作原理。
测量时，将被测输入信号送给单片机，通过程序控制计数，结果送译码器74-L S145与移位寄存器74L S164，驱动L E D数码管显示频率值。
通过测量结果对比，分析了测量误差的来源，提出了减小误差应采取的措施。
频率计具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点，适合测量低频信号。
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，因此频率计在教学、科研、测量仪器、工业控制等方面都有较广泛的应用。
测量频率的方法有多种，其中电子计数测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
本设计就是用计数的方法，以单片机A T89C51为控制核心，充分利用其软硬件资源，设计并制作了频率计的计数、显示部分。
1测频设计原理频率计测频原理方框图如图1所示。
被测输入信号通过脉冲形成电路进行放大与整形(可由放大器与门电路组成)，然后送到单片机入口，单片机计数脉冲的输入个数。
计数结果经L E D 数码管显示，从而得到被测信号频率。
2元器件选择与使用2．1单片机选择单片机A T89C51是因为有编程灵活、易调试的特点，而且A T89C51的引脚较多，利于电路的展。
它集成了C P U，R A M，R O M，定时器／计数器和多功能I／0口等一台计算机所需的基本功能部件，有40个引脚，32个外部双向输入／输出(I／O)端口，同时内含两个外中断口，两个16位可编程定时计数器，两个全双工串行通信口。
其片内集成了4K B的F L A S H P E R O M用来存放应用程序，这个F L A S H程序存储器除允许一般的编程器离线编程外，还允许在应用系统中实现在线编程，并且还提供了对程序进行三级加密保护的功能。
基于AT89C51单片机频率计的设计（含程序）
AT89C51单片机频率计的设计摘要基于在电子领域内,频率是一种最基本的参数,并与其他许多电参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的关系。
由于频率信号抗干扰能力强、易于传输，可以获得较高的测量精度。
因此,频率的测量就显得尤为重要，测频方法的研究越来越受到重视。
频率计作为测量仪器的一种，常称为电子计数器，它的基本功能是测量信号的频率和周期频率计的应用范围很广,它不仅应用于一般的简单仪器测量,而且还广泛应用于教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等其它领域。
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子侧量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代侧量仪器。
频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。
目前,市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计,但价格不菲。
为适应实际工作的需要,本次设计给出了一种较小规模和单片机(AT89C51)相结合的频率计的设计方案,不但切实可行,而且体积小、设计简单、成本低、精度高、可测频带宽，大大降低了设计成本和实现复杂度。
频率计的硬件电路是用Ptotues绘图软件绘制而成，软件部分的单片机控制程序，是以KeilC做为开发工具用汇编语言编写而成，而频率计的实现则是选用Ptotues仿真软件来进行模拟和测试。
关键词：单片机；AT89C51；频率计；汇编语言选题的目的意义数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。
其基本原理就是用闸门计数的方式测量脉冲个数。
频率是单位时间（ 1s ）内信号发生周期变化的次数。
如果我们能在给定的 1s 时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。
数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。
基于AT89 C5 1单片机的频率计设计方法的研究
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第２７卷第１期２００９年２月青海大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｉｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒｅＳｃｉｅｎｃｅ）ＶｏＬ２７Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２００９基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机的频率计设计方法的研究任小青，王晓娟（青海大学机械系，青海西宁８１００１６）摘要：采用单片机ＡＴ８９Ｃ５１作为系统控制单元，辅以适当的软、硬件资源完成以单片机为核心的频率计设计。
介绍了内部计数器计数法、外部计数器计数法、测周期法３种测量频率的方法，并对每种设计方法进行了优缺点比较。
关键词：频率计；频率测量；单片机中图分类号：嘞６８．１文献标识码：Ｂ文章编号：１００６—８９９６（２００９）０２—００１０—０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎａｃｙｍｏｍｅｔｅｒｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐＡＴ８９Ｃ５１Ｑｉｎｇｈａｉ８１００１６，Ｃｈｉｎａ）ｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｅｔｈ－ｂａｓｅｄｌｉＥＮｏｎａＸｉａｏ—ｑｉｎｇ，ＷＡＮＧＸｉａｏ－ｊｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｉｎｇ（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｈａｒｄｗａｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｕｓｅａＡｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｙｍｏｍｅｔｅｒｗａｒｅｓｉｎｇｌｅｅｈｉｐＡＴ８９Ｃ５１璐ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔｗｉｔｈａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｓｏｆｔ－ｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎｄｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｃｏｕｎｔｅｒｏｆ台ｅｇｎｅｎｃｙｏｄｓ，ｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｕｎｔｅｒｃｏｕｎｄｏｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｅｘｔｅｒｎａｌｃｏｕｎｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｙｃｌｅｍｅｔｈ－Ｏｉｌｏｄ，ａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｏ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｔｈｅｔｈｒｅｅｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｔｌａｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｙｍｏｍｅｔｅｒ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ频率计是一种测量信号频率的仪器，在教案、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域都有较广泛的应用。
基于AT89C51的智能频率计的设计
基于ＡＴ８９Ｃ５１的智能频率计的设计范敏毅（武汉理工大学自动化学院湖北武汉４３００７０）摘要：本系统的设计是基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机的软硬件系统设计。
本设计中硬件电路包括电源电路、时基电路、待测信号滤波放大电路、整形电路、分频电路、并行接口电路、显示电路。
软件包括测量初始化部分、信号频率测量部分、自动换档部分、进制转换部分、译码部分、显示部分。
系统结构简单，稳定性好，精度较高。
关键词：频率计；频率测量；ＡＴ８９Ｃ５１单片机中图分类号：ＴＭ９３５文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－７５９７（２０１２）０５１００６３－０２滤波电路及稳压电路组成。
本电路主要应用整流系统和稳压器０引言７８０５组成的电压源电路来实现最终设计。
在电子领域内，频率测量的精确度是最高的。
因此，在生产过程中许多物理量，例如温度、压力、流量、液位、值、ＰＨ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，然后用智能频率计来测量，以提高精确度。
智能频率计是电子测量与仪表技术最基础的电子仪表类别之一，智能频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，而且它是数字电压表必不可少的部件。
１系统整体结构本系统的频率计由硬件电路和软件部分组成，系统硬件组成如图所示。
１图系统软件框图２２．２时基信号产生电路的设计本设计中时基信号的产生由和完成。
ＣＤ４０６０ＣＤ４０１３２．３信号预处理电路的设计２３１．．滤波、衰减、补偿电路的设计待测信号经电容的隔直通交过来，当输入的信号电压较Ｃ１高时，按下键衰减，输入的电压信号可达到，当输入的Ｋ１１２５Ｖ信号频率较低时，大概在以下时，按下键，经低通滤１００ＫＨｚＫ２波减小干扰信号对后级的影响，信号经高频补偿电路进入放大电路。
图系统硬件框图１２３２．．放大电路的设计系统软件包括测量初始化部分、信号频率测量部分、自动放大部分采用场效应管，静态功耗低，而且放大之前有稳换档部分、进制转换部分、译码部分、显示部分。
基于AT89C51单片机的频率计设计
基于AT89C51单片机的频率计设计频率计是一种测量信号频率的仪器。
在工业自动化、仪器仪表和电子实验等领域广泛应用。
本文将基于AT89C51单片机设计一个简单的频率计。
一、设计原理频率计的工作原理是通过计数单位时间内输入信号的脉冲数量，并将其转化为频率进行显示。
本设计使用AT89C51单片机作为控制核心，采用外部中断引脚INT0作为计数脉冲输入口，通过对计数器的计数值进行处理，最终转化为频率并在LCD1602液晶屏上进行显示。
二、硬件设计硬件电路主要包括AT89C51单片机、LC1602液晶显示屏、脉冲输入引脚INT0，以及供电电路等。
其中，AT89C51单片机的P0口用于与LC1602液晶屏的数据口连接，P2口用于与液晶屏的控制口连接。
脉冲输入引脚INT0连接到外部信号源，通过中断请求实现计数器的计数功能。
液晶显示屏的VDD和VDDA引脚接5V电源，VSS和VSSA引脚接地，RW引脚接地，RS引脚接P2.0，E引脚接P2.1，D0-D7引脚接P0口。
三、软件设计软件设计主要包括初始化设置、中断服务程序、计数器计数和频率转换、液晶屏显示等模块。
1.初始化设置：首先设置P0和P2为输出端口，中断引脚INT0为外部触发下降沿触发中断，计数器为初始值0。
2.中断服务程序：中断服务程序负责处理外部脉冲输入引脚INT0的中断请求。
每当INT0引脚检测到下降沿时，计数器加13.计数和频率转换：在主函数中，通过读取计数器的值并根据单位时间计算频率。
通过AT89C51单片机的定时器模块，我们可以设置一个单位时间进行计数。
在单位时间结束后，将计数器的值除以单位时间得到频率。
4.液晶屏显示：通过P0口向液晶屏的数据口发送频率值，并通过P2口向液晶屏的控制口发送控制信号，完成频率的显示。
四、测试结果将生成的二进制固件烧录到AT89C51单片机中，将脉冲信号输入到INT0引脚，即可在LCD1602液晶显示屏上看到实时的频率值。
基于AT89C51单片机的等精度数显频率计
50第24卷 第2期 零陵学院学报 V ol. 24 No.2 2003年3月 Journal of Lingling University Mar. 2003基于ＡＴ８９Ｃ51单片机的等精度数显频率计 李春树 （湖南 零陵学院电子工程系，湖南 永州 ４２５００６） 摘 要：介绍了一种基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机进行等精度数字测频的软、硬件实现方案。
该方法简单实用，具有较广的使用价值。
关键词：单片机；频率计；测频*中图分类号：Ｑ４－３９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１－９６９７（２００３）０２－００５０－０５ 引言：数显频率计是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。
传统的数显频率计大多采用７４ＬＳ系列数字集成电路直接测频，在使用过程中存在电路结构复杂，测量精度低、故障率高、维护不易等问题。
随着单片机技术的不断发展，用单片机通过软件设计，采用适当的算法取代这部分电路不仅能弥补上述不足，而且性能也将大有提高。
1 传统的测频电路结构及测频精度分析 传统的数显频率计采用直接方式测频。
即利用计数器在闸门开启期间对输入信号的周期进行计数来完成测频的。
若设计数值为x N ，则输入信号的频率可表示为： wx x T Nf =式中Ｔｗ为闸门开启的时间宽度，一般由晶体振荡器产生标准频率0f 经过ｎ级１０分频后得到，即010fT nw =，由此得：010f N f x n x −=…………（１） 由于Ｔｗ是固定的，但对于任意的x f 电路无法保证在Ｔｗ时间内刚好有N ｘ个x T ，因此最大可能会产生±１个Ｔｘ的误差。
通过对（１）求导得： )(1000df N dN f df x x n x +=−………………… （２） （２）÷（１）得：00f df N dN f df x x x x += 其中00f df 为晶振的频率稳定度，通常可达１０－６￣１０－８数量级，xN x dN为计数值的相对误差。
基于AT89C51的频率设计
目录摘要 (1)第1章绪论 (2)第2章设计方案论证与比较 (3)2.1 基于集成电路的简易数字频率计设计 (3)2.2 基于AT89C51的频率计设计 (3)2.3 方案的可行性和优点 (4)第3章频率计电路的工作原理 (6)3.1 单元电路工作原理 (6)3.1.1 信号转换电路 (6)3.1.2 分频电路 (7)3.1.3 数据选择电路 (8)3.1.4 单片机硬件系统设计 (9)3.1.5 显示电路 (12)3.2 基于AT89C51的频率计总体硬件电路图 (13)第4章基于AT89C51频率计的软件设计 (15)第5章电路的仿真 (20)总结 (21)参考文献 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
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使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，本电路设计一个基于单片机技术的数字频率计，可使测量频率范围大、运行速度快。
在线路实现上更加可靠。
本文从频率计的原理出发，首先把待测正弦信号经过整形；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。
利用单片机设计的数字频率计，选择了实现系统的各种电路元器件，并对硬件电路进行了仿真。
关键词单片机；数字频率计；测量第1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。
测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法如周期测频法，直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。
基于AT89C51单片机的频率计设计
基于AT89C51单片机的频率计设计1、频率计方案概述本频率计的设计以AT89S51单片机为核心，利用他内部的定时／计数器完成待测信号周期／频率的测量。
单片机AT89S51内部具有2个16位定时／计数器，定时／计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出时中断要求的功能。
在定时器工作方式下，在被测时间间隔内，每来一个机器周期，计数器自动加1（使用12 MHz时钟时，每1μs加1），这样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。
在计数器工作方式下，加至外部引脚的待测信号发生从1到0的跳变时计数器加1，这样在计数闸门的控制下可以用来测量待测信号的频率。
外部输入在每个机器周期被采样一次，这样检测一次从1到0的跳变至少需要2个机器周期（24个振荡周期），所以最大计数速率为时钟频率的1／24（使用12 MHz时钟时，最大计数速率为500 kHz）。
定时／计数器的工作由运行控制位TR控制，当TR置1，定时／计数器开始计数；当TR清0，停止计数。
本设计综合考虑了频率测量精度和测量反应时间的要求。
例如当要求频率测量结果为3位有效数字，这时如果待测信号的频率为1 Hz，则计数闸门宽度必须大于1 000 s。
为了兼顾频率测量精度和测量反应时间的要求，把测量工作分为两种方法：（1）当待测信号的频率＞100 Hz时，定时／计数器构成为计数器，以机器周期为基准，由软件产生计数闸门，计数闸门宽度＞1 s时，即可满足频率测量结果为3位有效数字；（2）当待测信号的频率＜100 Hz时，定时／计数器构成为定时器，由频率计的予处理电路把待测信号变成方波，方波宽度等于待测信号的周期。
这时用方波作计数闸门，当待测信号的频率＝100 Hz，周期为10ms，使用12 MHz时钟时的最小计数值为10 000，完全满足测量精度的要求。
2频率计的量程自动切换使用计数方法实现频率测量时，外部的待测信号为单片机定时／计数器的计数源，利用软件延时程序实现计数闸门。
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第２７卷第１期２００９年２月青海大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｉｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒｅＳｃｉｅｎｃｅ）ＶｏＬ２７Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２００９基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机的频率计设计方法的研究任小青，王晓娟（青海大学机械系，青海西宁８１００１６）摘要：采用单片机ＡＴ８９Ｃ５１作为系统控制单元，辅以适当的软、硬件资源完成以单片机为核心的频率计设计。
介绍了内部计数器计数法、外部计数器计数法、测周期法３种测量频率的方法，并对每种设计方法进行了优缺点比较。
关键词：频率计；频率测量；单片机中图分类号：嘞６８．１文献标识码：Ｂ文章编号：１００６—８９９６（２００９）０２—００１０—０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎａｃｙｍｏｍｅｔｅｒｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐＡＴ８９Ｃ５１Ｑｉｎｇｈａｉ８１００１６，Ｃｈｉｎａ）ｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｅｔｈ－ｂａｓｅｄｌｉＥＮｏｎａＸｉａｏ—ｑｉｎｇ，ＷＡＮＧＸｉａｏ－ｊｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｉｎｇ（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｈａｒｄｗａｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｕｓｅａＡｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｙｍｏｍｅｔｅｒｗａｒｅｓｉｎｇｌｅｅｈｉｐＡＴ８９Ｃ５１璐ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔｗｉｔｈａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｓｏｆｔ－ｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎｄｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｃｏｕｎｔｅｒｏｆ台ｅｇｎｅｎｃｙｏｄｓ，ｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｕｎｔｅｒｃｏｕｎｄｏｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｅｘｔｅｒｎａｌｃｏｕｎｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｙｃｌｅｍｅｔｈ－Ｏｉｌｏｄ，ａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｏ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｔｈｅｔｈｒｅｅｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｔｌａｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｙｍｏｍｅｔｅｒ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ频率计是一种测量信号频率的仪器，在教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域都有较广泛的应用。
频率的测量实际上就是在１ｓ时间内对信号进行计数，计数值就是信号的频率。
随着单片机技术的不断发展，单片机能实现更加灵活的逻辑控制功能，具有很强的数据处理能力，可以用单片机通过软件设计直接用十进制数字显示被测信号频率，能克服传统频率计结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端，而且频率计性能也将大幅提高¨Ｊ。
本文介绍了基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机设计频率计通常采用的３种方法，并对每种设计方法存在的优缺点及其适应性进行了阐述。
１Ａ，ｒ８９Ｃ５１功能简介ＡＴ８９Ｃ２０５１是ＡＴＭＥＬ公司生产的一种低电压、高性能ＣＭＯＳ８位单片机，管脚少，体积小，且功能强。
片内含４ＫＢ的可反复擦写的只读ＦＬＡＳＨ程序存储器和１２８Ｂ的随机存取数据存储器。
ＡＴ８９Ｃ系列与ＭＣＳ一５１系列单片机相比有两大优势：第一，片内程序存储器采用闪速存储器，使程序的写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路的体积更小口１。
本频率计的设计以ＡＴ８９Ｃ５１单片机为核心，利用它内部的定时／计数器完成待测信号周期／频率的测量。
单片机ＡＴ８９Ｃ５１内部具有２个１６位定时／计数器，定时／计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出中断要求的功能。
在构成为定时器时，每个机器周期加１（使用１２ＭＨｚ时钟时，每ｌ卜ｓ加１），这样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。
在构成为计数器时，在相应的外部引脚发生从１到０的跳变时计数器加ｌ，这样在计数闸门的控制下可以用来测量待测信号的频率。
外部输入每个机器周期被采样一次，这样检测一次从１到０的跳变至少需要２个机器周期（２４个振荡周期），所以最大计数速率为时钟频率收稿日期：２００９—０３—０２作者简介：任小青（１９ｒ７５一）。
女。
河－寿洛情人，讲炜。
万方数据第２期任小青，王晓娟：基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机的频率计设计方法的研究１ｌ的ｌ／２４（使用１２ＭＨｚ时钟时，最大计数速率为５００ＫＨｚ）。
定时／计数器的工作由相应的运行控制位ＴＲ控制，当ＴＲ置１，定时／计数器开始计数；当ＴＲ清０，停止计数。
２２．１频率测量的实现方法内部计数器计数法其工作原理如图ｌ所ｒ１．，示。
该方法是使用单片机自Ｐ１．６Ｐ１５带的计数器对输入脉冲进行计数，其好处是设计出的频率计系统结构和程序编写简单，成本低廉，不需要外部计数器，直接利用所给的单片机最小系统就可以实现。
这种方法的缺陷是受限于单片机计数的晶振频率¨Ｊ，输入的时钟频率通常是单片机晶图１Ｐ１．４＾Ｔ８９ｃ５ｌ哥吁Ｉｌｈ．｜放大整形卜一器Ｉｌ１１粥Ｐ１．１Ｐ１．０ｌ驱动器Ｉｌｌ内部计数器计效法工作原理振频率的几分之一甚至是几十分之一。
本次设计使用的ＡＴ８９Ｃ５１单片机，将其内部计数／定时器Ｔｌ的功能设为计数，仰设为定时。
频率信号由Ｔｌ端引入。
由于检测一个由“１”到“０”的跳变需要两个机器周期。
前一个机器周期测出“１”，肛一。
．…０后一个周期测出“０”。
故输入时钟信号的最高频率不得超过单片机晶振频率的二十四分之一。
而且由于定时不能达到ｌｓ，所以要多次引起片内定时器的溢出中断，而由此会引起测频的误差。
所以要进行修正。
程序设计也比较简单，只用到了修正，ＢＣＤ码的转换和显示，而修正主要根据机器周期来设定。
２．２放大奶Ｊ－闸门１ＩｋＰ弛Ａ．１１ｉ９Ｃ５１嘉蒌●＾、———’、———１一一一ＰＩ．Ｏ???－１＇１．７ＲＸＤＴｘＤ■串行输入并行输出■移位寄存器——牟Ｐ３３Ｐ３．４Ｊ【４个七段显示器外部计数器计数法图２外部计数器计数法工作原理其工作原理如图２所示。
该方法是单片机使用外部计数器对脉冲信号进行计数，计数值再由单片机读取。
此方法的好处是输入的时钟信号频率可以不受单片机晶振频率的限制，可以对相对较高频率进行测量，但缺点是成本比第一种方法高，硬件系统结构比较复杂。
假如采用Ｐ１．７Ｐ１．６Ｐ１５Ｐ１．４的是十进制计数器，就不必进行ＢＣＤ码的转换了，如果闸门开启时间，我们定义为１００ｍｓ，那么只需将计数值整体向左平移一位，就可以得到定时１８的频率值，很大程度上简化了运算。
为了节省硬件成本，可以采用动态扫描的方法进行显示Ｈ’。
２．３＾砸蚴ｃ５莆ＩＩ驱动器ｌｑｌ－，４个七段显示嚣网ｅ丽一ＩＮＴＯ器三Ｐ１．１Ｐ１．ｏＩ。
测周期法其工作原理如图３所示：该方法是图３测周期法工作原理万方数据１２青海大学学报第２７卷通过求取被测信号的周期从而导出其频率值。
信号经过放大整形成为方波，输人到ＩＮＴ０端，在其处于低电平时进行初始化；让ＴＭＯＤＷ置＃１００１１００１１Ｂ，ＴＲ０置ｌ。
如果输入端有高电平，则启动，Ｉｏ计数，如果电平由高位向地位跳变则启动Ｔｌ计数，完成一个周期的测量后，将，ＩＤ中的计数值和Ｔ１中的计数值相加，所得结果Ｎ就是以周期数表示的脉宽。
经下式算出频率厂＝万ｌ＿，其中Ｔ是单片机的机器周期。
测频原理如图４所示。
该方法适合于低频测量，因为测量误差一般为一个时钟信号，而其误差ｅ＝１／Ｎ，当Ｎ较大时，所测量的误差ｅ较小。
而且要用到ＢＣＤ码位权除法算法，软件实现较为复杂。
启动ＩＤ开始计效３结语本文介绍了基于单片机ＡＴ８９Ｃ５１实现的频启动Ｔｌ开始计图４测频原理图率计的３种设计方法。
内部计数器法测量频率受晶振频率的限制而且多次中断会引发误差，但硬件结构简单。
外部计数器法测量频率不受晶振频率的限制，但硬件结构复杂。
周期法测量信号频率较高时误差较大，适合测量低频信号，且软件设计复杂。
通过对这３种方法优缺点的比较，可以为今后频率计的设计提供相关参考。
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３结论本文将小波降噪应用于电力系统谐波检测，使用强制降噪和给定阈值降噪相结合的方法对谐波信号进行降噪处理，对于使用一般阈值估算方法得到的阈值会造成部分谐波分量被当作噪声而消除的情况，提出了阈值的修正方法。
仿真结果表明，在信号受到高斯白噪声干扰的情况下，这一方法能够充分利用小波变换的降噪能力，提高在信号受噪声干扰情况下对信号谐波频率信息和时间信息的分析精度。
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刘志刚，李科亮，等．Ｈｉｌｂｅｒｔ—Ｈｕａｎｇ变换在电气化铁路谐波检测中的应用［Ｊ】．电网技术。
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３２（１８）：３０－３５．［６］葛哲学．陈仲生．Ｍａｔｌａｂ时频分析技术及其应用［Ｍ］．北京：人民邮电出版杜，２００６．［７］边海龙，陈光璃．基于小波和神经网络的时变谐波信号的检测［Ｊ】．电子测量与仪器学报，２００８，２２（１）：ｌ－４．（责任编辑李渝珍）万方数据基于AT89C51单片机的频率计设计方法的研究作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：任小青，王晓娟，REN Xiao-qing， WANG Xiao-juan 青海大学机械系,青海,西宁,810016 青海大学学报（自然科学版） JOURNAL OF QINGHAI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 2009，27(2) 1次参考文献(4条) 1.李宝营.赵永生基于单片机的等精度频率计设计 2007(09) 2.罗兴垅.黄龙胜基于AT89C51 控制的0.01℃数显温度计的设计[期刊论文]-微计算机信息 2006(05) 3.梁文海单片机AT89C2051构成的智能型频率计[期刊论文]-现代电子技术 2002(03) 4.周航慈单片机应用程序设计技术 1991相似文献(10条) 1.期刊论文赫建国.刘立新.党剑华嵌入式频率计的设计 -现代电子技术2003,""(6)介绍了以单片机89C51为核心设计的一种频率计.在设计中充分应用单片机的数学运算和控制功能,该频率计实现了频率测量量程的自动切换,具有较高的测量精度和较短的系统反应时间.2.期刊论文吴宁.张兴敢.Wu Ning.Zhang Xinggan 用选通门匹配方法提高计数式频率计的测量精度 -数据采集与处理2000,15(1)计数式频率计的选通门一般与被测信号是不相关的.被测信号频率由选通门中出现的信号脉冲数确定,误差为±1个脉冲.当被测信号频率较低时,需要很宽的选通门才能得到较高的测量精度.文中提出使用匹配选通门提高低频信号频率测量精度.匹配选通门是微移动标准选通门的前沿和后沿使之与被测信号脉冲对齐的控制信号.用频率计内部高频时钟测量匹配选通门宽度,计算被测信号频率.当信号频率大于5 Hz,频率计内部时钟频率为20 MHz,选通门宽度为1 s时,相对误差小于5×10-6.3.期刊论文田磊.党丽辉基于单片机的智能频率计设计 -技术与市场（上半月）2008,""(2)频率计的应用范围很广,它不仅应用于一般的简单仪器测量,而且还广泛应用于教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等其它领域.本频率计的设计以AT89C2051单片机为核心,该单片机管脚少,体积小,且功能强大.利用它内部的定时/计数器完成待测信号周期/频率的测量.4.学位论文张前毅基于CPLD的微波频率计研究 2007信号频率测量的一般方法，是将被测信号在设定一个高精度较长时间间隔的闸门后进行记数。