频率计

51单片机液晶显示数字频率计

摘要

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(AT89S52)相结合的频率计的设计方案,不但切实可行,而且体积小、保密性强、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Protel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C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。

目录

1 绪论 (1)

1.1 课题的引入 (1)

1.2 产生背景 (1)

1.3 国内外研究现状 (2)

1.4 单片机频率计设计的目的及意义 (3)

2 频率计总体方案设计 (4)

2.1 频率计设计原理 (4)

2.1.1 频率检测实现方法 (4)

2.1.2 频率计测频原理 (4)

2.2 设计思路及方法 (5)

3.2.1 频率计方案概述 (5)

3.2.2 频率计的量程自动切换 (6)

3 系统的硬件设计 (7)

3.3LCD1602显示电路 (8)

3.3.2 控制器接口及时序 (9)

3.3.3 频率计硬件电路整体设计 (10)

4 系统的软件程序介绍

4.1Keil C简介 (11)

4.2 频率计程序的建立过程 (17)

5程序 (18)

参考文献 (25)

1绪论

1.1课题的引入

在电子技术中，频率是一种计算单位时间内的信号变化的数值的仪器，是最基本的参数之一，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，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。

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。从80年代单片机引入我国至今，单片机已广泛地应用于电子设计中，使频率计智能化水平在广度和深度上产生了质的飞跃,数字化也成为了电子设计的必由之路。运用单片机设计频率计,并采用适当的算法取代传统电路，克服了传统频率计结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端，其体积小、保密性强、设计简单、成本低，不仅大大降低了设计成本和实现复杂度，而且频率计性能也将大幅提高,可实现精度较高、等精度和宽范围频率计的要求。[15]

1.2产生背景

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。

20世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，美国仙童(Fairchild)公司研制出世界上第一台单片微型机F8。此时单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上，它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。

问世以来，单片机开始迅速发展，其功能不断增强和完善，应用领域也越来越广泛，现已成为微型计算机的重要分支。目前，单片机发展具体体现在CPU功能增强内部资源增多引脚的多功能化和低电压低功耗等方面。

随着嵌入式系统式系统片上系统等概念的提出.普遍接受及应用，单片机的发展又进入了一个新的阶段,单片机的体积更小功能更齐全可靠性更高.由于起明显的优势，单片机

在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器、智能玩具、通信系统、机械加工等各个领域都获得了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。单片机技术已成为现代电子技术应用领域十分重要的技术之一，是电子技术应用领域工程技术人员必备的知识和技能，它能够是我们设计的产品更具智能性和先进性。

从80年代单片机引入我国至今，单片机已广泛地应用于电子设计中，使频率计智能化水平在广度和深度上产生了质的飞跃,数字化也成为了电子设计的必由之路。运用51系列单片机和高速计数器的组合设计频率计,并采用适当的算法取代传统电路，不仅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,可实现精度较高、等精度和宽范围频率计的要求。

1.3国内外研究现状

20世纪70年代，美国仙童(Fairchild)公司研制出世界上第一台单片微型机F8。单片机的问世和飞速发展掀起了计算机工程应用的一场新革命,使计算机技术冲破了实验室和机房的界限,广泛应用与工业控制系统数据采集系统自动测试系统只能仪表和接口以及各类功能模块等广阔的领域。随着嵌入式系统式系统片上系统等概念的提出.普遍接受及应用,单片机的发展又进入了一个新的阶段，单片机的体积更小功能更齐全可靠性更高。由于起明显的优势,单片机在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器、智能玩具、通信系统、机械加工等各个领域都获得了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。单片机技术已成为现代电子技术应用领域十分重要的技术之一，是电子技术应用领域工程技术人员必备的知识和技能,它能够是我们设计的产品更具智能性和先进性。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普遍接受及应用，51系列及其衍生单片机还会在继后很长一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场。[5]

频率计也是一种应用较广泛的电子测量仪器。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。

1.4单片机频率计设计的目的及意义

在电子技术中，频率是一种计算单位时间内的信号变化的数值的仪器，是最基本的