基于单片机数字频率计的设计
【精编完整版】基于单片机的数字频率计的设计毕业论文
目录1频率计的概要和发展动态 (1)2 单片机介绍 (1)2.1单片机的简介和发展 (1)2.2 AT89C51的原理 (2)2.2.1主要特性 (3)2.2.2管脚说明 (3)2.2.3振荡器特性 (4)2.2.4芯片擦除 (4)3 仿真软件protuse的介绍 (5)4系统模块设计 (6)5硬件部分 (6)5.1整形电路 (6)5.2控制电路 (7)5.3显示电路 (8)5.3.1 LCD1602引脚 (8)5.3.2 LCD1602的指令介绍 (8)5.4总体电路图 (9)6仿真结果 (11)6.1仿真结果 (11)6.2结果分析 (11)7 结论 (11)8参考文献 (12)附录 (12)1 keil C51软件介绍 (12)2 程序流程图 (13)3系统源程序 (14)1频率计的概要和发展动态在电子技术中，频率作为基本的参数之一，它与许多电参量的测量方案、测量结果密切相关，因此，频率的测量十分的重要。
在许多情况下，要对信号的频率进行精确测量，就要用到数字频率计。
数字频率计作为一种基础测量仪器，它被用来测量信号（方波、正弦波、锯齿波等）频率，并且用十进制显示测量结果。
它具有测量精度高、测量省时、使用方便等特点。
随着微电子技术和计算机技术的不断发展，单片机被广泛应用到大规模集成电路中，使得设计具有很高的性价比和可靠性。
所以，以单片机为核心的简易数字频率计设计，改善了传统的频率计的不足，充分体现了新一代数字频率计的优越性。
2 单片机介绍2.1单片机的简介和发展单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和IO接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强IO功能及较好的结构兼容性方向发展。
基于单片机控制的数字频率计设计
基于单片机控制的数字频率计设计1. 简介在电子领域中，频率对于信号处理和电路设计至关重要。
频率计是一种测量电信号频率的仪器，它可以帮助工程师们更好地理解信号的特性，并在电路设计和调试中起到至关重要的作用。
在本文中，我将详细探讨基于单片机控制的数字频率计的设计原理和实现方法，希望能帮助读者全面理解这一主题。
2. 频率计原理频率计的原理在于对输入信号的周期进行测量，并通过适当的算法将其转换为频率。
基于单片机的数字频率计设计采用计数的方法来测量信号周期，然后利用计数的结果和时间基准来计算频率。
在这个过程中，单片机起到了关键的控制和计算作用，能够精准地对输入信号进行测量和处理。
3. 单片机选择在设计数字频率计时，单片机的选择至关重要。
一般情况下，我们会选择性能稳定、计算能力强、易于编程的单片机作为核心控制芯片。
常用的单片机包括STC系列、STM32系列和PIC系列等，它们都具有较好的性能和可靠性，适合用于数字频率计的设计和实现。
4. 系统设计数字频率计系统一般由信号输入、单片机控制、显示模块和电源模块等部分组成。
在系统设计中，信号输入模块用于接收待测信号，并将其转换为数字信号输入到单片机中；单片机控制模块负责对输入信号进行计数和处理，并输出结果到显示模块；显示模块一般采用数码管或液晶显示屏，用于显示测量的频率数值。
电源模块需要为整个系统提供稳定的工作电压，确保系统正常运行。
5. 算法设计在数字频率计的设计中，算法的设计对于测量结果的准确性和稳定性至关重要。
一般而言，常见的测频算法包括时间测量法、计数器法和分频计数法等。
这些算法都需要考虑精确的计数和时间基准，以确保测量结果的准确性。
在算法设计中还需要考虑到单片机的计算能力和存储空间，选择合适的算法和数据结构来降低系统的复杂度和成本。
6. 实现方法基于单片机的数字频率计的实现方法有多种，可以根据具体的需求和应用场景选择合适的硬件和软件方案。
在硬件设计方面，需要考虑信号输入电路、计数电路、显示电路和电源电路等部分；在软件设计方面，需要编写相应的程序代码，实现信号测量、数据处理和显示控制等功能。
基于单片机的数字频率计设计
江阴职业技术学院毕业论文课题：基于单片机的数字频率计的设计专业电子信息工程学生姓名冯海洋班级０８电子信息工程（1)班学号２008０３05107指导教师张文洁完成日期目录摘要ﻩ错误!未定义书签。
前言................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论............................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1课题背景ﻩ错误!未定义书签。
1.2 课题研究的目的和意义 ................................................................. 错误!未定义书签。
１．4数字频率计设计的任务与要求ﻩ错误!未定义书签。
第二章数字频率计总体方案设计............................................................... 错误!未定义书签。
１.1方案比较 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
1．2方案论证......................................................................................... 错误!未定义书签。
1．3方案选择......................................................................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的数字频率计的设计
前言 (2)摘要： (2)关键字: 89C2051；频率计；分频 (2)1 芯片介绍 (1)1．1 10116 (1)1．2 1161 (1)1．3 74HC04 (2)1．4 74HC14 (2)1．5 74HC74 (2)1．6 74HC164 (3)1．7 74HC145 (4)1．8 AT89C2051 (4)1．9 562 (7)2．统概述 (7)2．1 频率计定义 (7)2．2系统的组成 (7)2．3 处理方法 (8)3．系统硬件设计 (9)3．1信号预处理 (9)3．1.1滤波、衰减、补偿 (9)3．1.2 放大电路 (9)3．2 波形转换电路 (10)3．3 形整形及分频电路 (11)3．4 单片机复位电路 (12)3．5显示部分 (12)3．5．1 显示电路 (12)3．5．2模拟串行通信原理 (13)3．6 整机工作原理 (13)4．系统软件的组成 (14)4．1 系统软件框图 (14)4．2 流程图 (15)4．3 数据处理过程 (16)4．5 单片机源程序 (16)5 本书参考文献资料 (34)数字频率计前言数字频率计在电子、通讯等领域中的实验、研究开发、生产用途非常的广泛，它可以由逻辑电组成，也可以用单片机控制。
由逻辑电路组成的频率计，结构复杂，组装、调试比较麻烦；由单片机控制的频率计，数据采集、计算、译码及量程的自动转换，都可以由CPU来完成，简化了电路，提高了系统的可靠性。
摘要：本设计是以89c2051为核心的单片机设计，在单片机设计中应用单片机的数字运算和控制功能实现了量程的自动切换，满足了时间要求和精度要求。
关键字:89C2051；频率计；分频1 芯片介绍1．1 1011610116是一个三运算放大器，带有正、反输出端，逻辑图及引脚功能如下：1．2 11611161为基于微控器的系统提高了完整的存储和监控方案，运用低功耗CMOSE技术，在片内集成了带硬件存储写保护的串行EEPROM（16K），节能型系统电源监控电路和一个看门狗定时电路。
基于单片机的频率计设计
基于单片机的频率计设计1. 1 系统组成频率计由单片机89C51 、信号予处理电路、串行通信电路、测量数据显示电路和系统软件所组成,其中信号予处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形和分频电路。
系统软件包括测量初始化模块、显示模块、信号频率测量模块、量程自动转换模块、信号周期测量模块、定时器中断服务模块、浮点数格式化模块、浮点数算术运算模块、浮点数到BCD 码转换模块。
1. 2 处理方法本频率计的设计以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。
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1Hz ,则计数闸门宽度必须大于1000s。
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。
当待测信号的频率大于100Hz 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,这时要满足频率测量结果为3 位有效数字,则计数闸门宽度大于1s 即可。
2. 1 信号予处理电路频率计信号予处理电路如图3 所示,它由四级电路构成。
第一级为零偏置放大器,当输入信号为零或者为负电压时,三极管截止,输出高电平;当输入信号为正电压时,三极管导通,输出电压随着输入电压的上升而下降。
零偏置放大器把如正弦波样的正负交替波形变换成单向脉冲,这使得频率计既可以测量任意方波信号的频率,也可以测量正弦波信号的频率。
3. 1 数据处理过程在频率计开始工作,或者完成一次频率测量,系统软件都进行测量初始化。
测量初始化模块设置堆栈指针(SP) 、工作寄存器、中断控制和定时/ 计数器的工作方式。
定时/ 计数器的工作首先被设置为计数器方式, 即用来测量信号频率。
在对定时/ 计数器的计数寄存器清0 后,置运行控制位TR 为1 ,启动对待测信号的计数。
基于单片机的数字频率计的方案
基于单片机的数字频率计的方案T1 端口的外部事件。
当T1 端口上出现由“1”(高电平)到“0”(低电平)的负跳变脉冲时，计数器则加1 计数。
计算机是在每个机器周期的S5P2 状态时采样T1 端口，当前一个机器周期采样为1 且后一个机器周期采样为0 时，计数器加1 计数。
计算机需用两个机器周期来识别1 次计数，因而最大计数速率为振荡频率的1／24。
在采用12 MHz 晶振的情况下，单片机最大计数速度为0．5 MHz 即500 kHz。
另外，此处对外部事件计数脉冲的占空比(即脉冲的持续宽度)无特殊要求，但必须保证所给出的高电平在其改变之前至少被采样1 次，即至少保持1 个完整的机器周期。
由此可见，从T1 口输入脉冲信号，T1 可实现对脉冲个数的计数。
4．3 程序流程图计时采用定时T0 中断完成，其余状态循环调用显示子程序。
主程序流程如图3 所示。
5 测量结果及误差分析5．1 测量结果给电路加+5 V 电压，输入信号，按动开关，即可得到频率值。
将所测频率值与示波器测量结果比较，如表1 所示。
5．2 误差来源分析(1)单片机计数速率的限制引起误差。
从表l 测量数据可以看出被测信号频率越高，测量误差越大，且所测信号频率不能超过480 kHz。
这是因为采用的是12 MHz 的晶振，单片机最大计数速度为500 kHz，所以当被测信号越接近500 kHz 时，测量结果与实际频率的误差就越大。
而当被测信号大于500 kHz 时，频率计将测不出信号频率。
(2)原理上存在±1误差。
由于该设计是在计数门限时间一秒内的频率信号脉冲数，所以定时开始时的第一个脉冲和定时时间到时的最后一个脉冲信号是否被记录，存在随机性。
这种误差对测量频率低的信号影响较大。
其误差原理示意图如图4 所示。
基于单片机数字频率计设计
基于单片机的数字频率计设计这个程序是正确的可以在单片机上运行目录1 引言 (1)2 硬件设计 (2)3 软件设计 (7)4 调试过程及问题分析 (11)5 结论 (12)参考文献 (12)附件 (13)一．引言在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案和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。
测量频率的方法有很多种，其中电子计数器测量频率具有精度高，使用方便，测量迅速，以及便于实现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。
直接测频法适用月高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的测量。
本次为测量方波信号的数字频率计设计，设计要求如下：（1）频率测量：0Hz～250kHz；（2）频率，周期显示切换（3）用图形液晶LCD12864显示数值和单位设计思路由于本次测量范围较大，为保证精度我们分两段进行测量，一是500HZ-250KHZ我们用直接测频法进行测量，测量1秒内得周期个数N,被测量信号的周期为T，定时1秒，则1=NT。
由于单片机系统的标准频率比较稳定，而系统标准信号频率的误差通常情况下很小,系统的量化误差小于1，所以由式1=NT可知频率测量的误差主要取决于N值的大小，N值越大，误差越小，测量的精度越高。
因此，我们也可以取Ts内产生M个方波，则频率为f=M/T。
二是0-500HZ我们用周期测频法测量，计下两个下降沿的时间即测量周期，再计算出测量频率。
对于显示切换我们设置一个标志位，检测当标志位为高电平时为周期显示，低电平时为频率显示基本设计原理500HZ-250KHZ时，若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为f=N/T。
信号接外部中断，中断方式为下降沿，又程序设置一个变量，外部中断一次则变量加一，当信号来到时，定时器开通，由中断计数；定时器溢出时关闭，中断变量停止计数。
基于单片机的频率计设计-毕业设计
基于单片机的频率计设计前言频率计数器是测量信号频率的装置，也可以用来测量方波脉冲的脉宽。
通常频率以数字形式直接显示出来，简便易读。
即所谓的数字频率计频率测量对生产过程监控有很重要的作用，可以发现系统运行中的异常情况，以便迅速作出处理。
传统的频率计采用测频法测量频率，通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品不但体积较大，运行速度慢，而且测量低频信号时不宜直接采用基于单片机技术。
而数字式频率计数器具有操作简单方便、响应速度快、体积小等一系列优点，可以及时准确地测量低频信号的频率。
频率计最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T 内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。
在一个测量周期过程中，被测周期信号在输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲，送到主门的一个输入端。
主门的另外一个输入端为基电路产生的闸门脉冲。
在闸门脉冲开启主门的期间，特定周期的窄脉冲才能通过主门，从而进入计数器进行计数，计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值，内部控制电路则用来完成各种测量功能之间的切换并实现测量设置。
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1秒。
闸门时间越长，得到的频率值就越准确。
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）和功能越来越强大的单片机的广泛应用。
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，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。
在AT89C51单片机上实现的频率计，整个系统非常精简，而且具有灵活的现场可更改性。
在不更改硬件电路的基础上，对系统进行各种改进，还可以进一步提高系统的性能。
基于单片机的频率计设计的参考文献
文章标题：基于单片机的频率计设计与实现一、概述在现代电子领域中，频率计是一种常见的电子测量仪器，用于测量信号的频率。
基于单片机的频率计设计在实际应用中得到了广泛的应用。
本文将深入探讨基于单片机的频率计设计与实现，包括其原理、设计过程、实现步骤等内容，以便读者能够全面了解这一领域。
二、频率计原理及设计过程1. 频率计原理概述频率计是用于测量信号频率的仪器，其原理主要基于信号周期的测量。
在基于单片机的频率计设计中，一般通过计算脉冲信号的周期或脉冲数量来实现频率测量，然后利用单片机进行数据处理和显示。
2. 频率计设计过程基于单片机的频率计设计的关键步骤包括信号采集、信号处理、数据显示等。
首先需要设计信号采集电路，将待测频率信号转换为单片机可接受的电压信号；然后进行信号处理，包括周期测量、频率计算等；最后通过数码显示、液晶显示等方式将测量结果进行显示。
三、基于单片机的频率计实现步骤1. 信号采集电路设计在基于单片机的频率计设计中，信号采集电路的设计是至关重要的一步。
一般可以采用信号调理电路、滤波电路等手段，将待测频率信号进行合理的处理，以适应单片机的输入要求。
2. 单片机程序设计单片机程序设计是基于单片机的频率计设计中的核心环节。
通过合理的程序设计，可以实现脉冲信号的计数、周期测量、频率计算等功能，从而得到准确的频率测量结果。
3. 数据显示方式选择在频率计的实现中，数据显示方式的选择也是需要考虑的重要因素。
常见的数据显示方式包括LED数码管显示、液晶显示、数码管显示等，可以根据实际需求进行选择。
四、频率计设计的应用价值基于单片机的频率计设计具有广泛的应用价值。
在电子测量领域中，频率计可用于对各种信号频率进行准确测量；在电子教学和科研中，基于单片机的频率计设计也可以作为一个实验评台，帮助学生和研究人员深入了解频率计的原理和实现。
五、个人观点和总结基于单片机的频率计设计是一项充满挑战和机遇的工作。
通过深入研究和实践，可以更好地掌握电子测量技术和单片机应用技术。
基于单片机的数字频率计设计new__1
兰州工业高等专科学校毕业论文课题：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张振鹏班级电自08-1班学号200802101148指导教师李建民目录摘要 3前言 (1)第一章绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2 课题研究的目的和意义 (2)1.4数字频率计设计的任务与要求 (2)第二章数字频率计总体方案设计 (3)1.1方案比较 (3)1.2方案论证 (4)1.3方案选择 (4)第三章数字频率计的硬件系统设计 (5)3.1 数字频率计的硬件系统框架 (5)3.2 数字频率计的主机电路设计 (5)3.3数字频率计的信号输入电路设计 (8)3.4数字频率计显示电路的设计 (9)3.5数字频率计的计数电路的设计 (12)3.6数字频率计电源模块的设计 (15)第四章数字频率计软件系统设计 (16)4.1 软件设计规划 (16)4.1.1信号处理 (16)4.1.2中断控制 (16)4.2.1定时器/计数器 (17)4.2.2定时工作方式0 (18)4.3程序流程图设计 (18)4.3.1主程序流程 (18)4.3.2 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。
基于单片机的数字频率计的设计
1前言频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。
由于频率信号抗干扰性强，易于传输，因此可以获得较高的测量精度。
随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。
1.1频率计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。
传统的频率计采用测频法测量频率，通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成，产品不但体积大，运行速度慢而且测量低频信号不准确。
本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，测量准确度高，响应速度快，体积小等优点。
1.2频率计发展与应用在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件。
单片机作为最为典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。
单片机已成为电子系统的中最普遍的应用。
单片机作为微型计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛。
其中以AT89S52为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大，派生产品最多，基本可以满足大多数用户的需要。
2 系统总体设计2.1测频的原理测频的原理归结成一句话，就是“在单位时间内对被测信号进行计数”。
被测信号，通过输入通道的放大器放大后，进入整形器加以整形变为矩形波，并送入主门的输入端。
由晶体振荡器产生的基频，按十进制分频得出的分频脉冲，经过基选通门去触发主控电路，再通过主控电路以适当的编码逻辑便得到相应的控制指令，用以控制主门电路选通被测信号所产生的矩形波，至十进制计数电路进行直接计数和显示。
基于单片机的频率计设计
内容摘要本设计采用的是脉冲宽度测量法实现对频率的测量，采用了MCS-51系列的单片机AT89C51和五个硬件电路。
单片机片内有两个独立的16位定时计数器,对被测信号进行分频后送入单片机,由单片机内部时钟12分频的脉冲信号对其测量,将测量的结果,经过运算后通过LED数码管显示出来。
本文设计的频率计就是基于上述设计思路，实现测量的数字化、自动化、智能化。
关键词：数字频率计；频率测量；周期测量；单片机控制目录0 前言 (1)1测量频率的方案及基本原理 (2)1.1数字频率计的测量方案选取 (2)1.2 测量频率的基本原理 (2)2频率计的整体设计思想及设计框图 (4)2.1系统总体设计要求 (4)2.2设计思想 (4)3系统的实现 (5)3. 1 硬件系统的组成 (5)3．2软件系统的设计 (10)4 被测信号的频率范围及其误差分析 (14)4.1 频率运算的基本方法 (14)4.2同步计数计时法 (16)4.3 连续采样的两种方法及其误差分析 (17) (22)4．4所测频率最大值fxmax4．5所测频率最小值f (22)xmin5 结论 (24)参考文献 (25)0 前言频率计是一种基础测量仪器，到目前为止已有30多年的发展史。
一直以来，人们对频率计的特性主要有如下需求：（1）足够宽的频率测量范围；（2）高精度和高分辨率。
精度是指测量的准确程度，即仪器的读数接近实际信号频率的程度，精确度越高测量越准确。
分辨率表明很小的变化都能在仪器上显示出来，高分辨率可快速测出更小的漂移值和不稳定值。
长期以来，人们测量频率的方法有两大种类：直接测量频率法，间接测量频率法。
直接测量就是依据频率的定义对被测信号进行测量，即是单位时间内（通常是一秒）发出的脉冲个数，直接测量频率法在低频误差较大，不能满足设计要求。
间接测量频率法有多种，较常用的是周期测量频率法和脉冲宽度测量法，实际上周期测量和脉冲测量方法基本相同，本论文就是用的脉冲宽度测量法实现对频率的测量，他的特点是测量迅速、灵敏，结构简单，精度高，误差小。
基于单片机的数字频率计的设计(毕业设计)
➢ 本设计是基于学过的单片机技术和C语言，设计的一种 数字式量程自动切换频率计数器，该频率计具有操作简 单方便、响响应速度快、体积小等一系列优点，可以及 时准确的测量低频信号频率。
论文主体结构
总系统设计与分析 单元电路设计与分析 总设计仿真与调试 结论与谢词
10V，频率为1KHz，输出结果如上。图(b)为输入方波信号时的情
况，由仿真结果看出输出为矩形脉冲信号。其中，直流电源为
+5V，频率为1KHz，输出结果如上所示。由仿真结果看出，所设
总系统设计与分析
❖ 1.1 设计内容
利用电源、单片机、放大整形电路及LED数码管显示等模块，设计 一个简易的频率计能够较精确的测量出被测信号的频率。 参数要求如 下： 1．测量范围为：1HZ—200KHZ； 2．用四位数码管动态显示测量值； 3．能根据输入信号按2KHz、20KHz、200KHz三种档位自动切换量程； 4. 能测量正弦波、方波、三角波等多种波形信号的频率值。
数码管显示电路原理图
LED档位指示原理电路
总设计仿真与调试
❖ 3.1电源电路的仿真
由所设计的电源电路图得到的仿真结果如下：
(a)
(b)
(c)
(d)
电源电路仿真结果
•仿真结果分析
•上图为所设计的电源电压仿真结果，其中(a)为变压器输入电压 220V，频率为50Hz；(b)为变压器输出电压17V，通过之前分析计 算，要求变压器输出电压大于等于17V，由(b)仿真结果看出，满足 要求；(c)为滑动变阻器最小时的输出电压20.6V；(d)为滑动变阻器 最大的的输出电压1.28V，所设计的直流电源电压范围为5V~15V， 由(c)和(d)看出，输出电压也满足要求。由此可得，所设计的直流 稳压电源满足设计目的。
基于单片机的简易频率计设计
基于单片机的简易频率计设计频率是电信号的基本参数之一，频率的测量在科学研究、工程应用、工业控制等领域具有重要价值。
单片机作为一种微型计算机，具有高性能、低功耗、易于编程等优点，因此，基于单片机的简易频率计设计具有实际的应用价值。
系统架构：基于单片机的简易频率计主要由单片机、信号源、频率计和显示模块组成。
其中，单片机是整个系统的核心，控制信号源的启动和停止，读取频率计的数据，并通过显示模块显示测量结果。
信号源：信号源是用来产生需要测量的交流信号。
一般可以使用函数发生器或信号发生器作为信号源。
频率计：频率计是用来测量交流信号的频率。
可以使用专用的频率计芯片，也可以使用单片机内部的计数器功能。
显示模块：显示模块用于显示测量结果。
可以使用LED显示屏、液晶显示屏等。
主程序：主程序主要负责控制整个系统的运行。
主程序需要初始化单片机和各个模块。
然后，主程序需要从频率计读取频率数据，并计算出频率值。
主程序需要将测量结果显示在显示模块上。
中断服务程序：中断服务程序用于处理外部中断事件，例如信号源的启动和停止。
当外部中断触发时，中断服务程序会执行相应的操作，例如启动或停止测量过程。
定时器程序：定时器程序用于控制测量周期和读取频率计数据的时间间隔。
定时器程序需要在主程序的控制下启动和停止。
测试环境：在实验室环境下进行测试，使用函数发生器作为信号源，输出不同频率的交流信号。
测试方法：将设计的频率计连接到函数发生器的输出端，启动频率计进行测量，并观察显示模块上的测量结果。
验证结果：经过测试和验证，基于单片机的简易频率计能够准确测量不同频率的交流信号，测量结果稳定可靠。
本文设计了一种基于单片机的简易频率计，该频率计具有结构简单、成本低、易于实现等优点。
通过测试和验证，该频率计能够准确测量不同频率的交流信号，具有实际的应用价值。
本设计可以为科学研究、工程应用、工业控制等领域提供一种实用的测量工具。
频率计是一种用于测量信号频率的电子仪器，被广泛应用于各种领域。
基于单片机的数字频率计设计_毕业设计论文
毕业设计论文基于单片机的数字频率计设计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。
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，并对硬件电路进行了仿真。
目录第一章前言--------------------------------------------------------错误！未定义书签。
1.1频率计概述 -----------------------------------------------------错误！未定义书签。
1.2频率计发展与应用---------------------------------------------- 1.3频率计设计内容-----------------------------------------------第二章系统总体方案设计------------------------------------------- 2.1频率测量原理--------------------------------------------------- 2.2频率测量方法--------------------------------------------------- 2.4设计模块------------------------------------------------------- 第三章硬件电路的具体设计----------------------------------------- 3.1 信号处理电路--------------------------------------------------- 3.1.1放大整形电路的必要性------------------------------------------ 3.1.2 放大整形电路的原理 ------------------------------------------- 3.2 分频模块设计-------------------------------------------------- 3.3 单片机控制模块---------------------------------------------- 3.3.1 AT89C52简介---------------------------------------------- 3.4 ADC0832简介与应用------------------------------------------ 3.4.1 ADC0832简介---------------------------------------------- 3.4.2 ADC0832特点---------------------------------------------- 3.4.3 单片机对ADC0832的控制-------------------------------------- 3.5 显示模块----------------------------------------------------- 第四章系统的软件设计---------------------------------------------第五章频率计的系统调试------------------------------------------ 5.1 放大整形电路调试----------------------------------------------- 5.1.1 放大电路调试---------------------------------------------- 5.1.2整形电路调试---------------------------------------------- 5.2分频电路调试----------------------------------------------5.3 软件调试----------------------------------------------------- 5.3.1 Pouteus软件调试-------------------------------------------- 5.3.2 ------------------------------------------------------------第一章前言频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。
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2015届毕业设计说明书基于单片机数字频率计的设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：肖硕鹏指导教师：龙卓珉职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：电气本1103班完成时间： 2015年6月摘要自从有了电子信息技术，出现了各种各样的智能化电子产品，使人们的社会生活发生了根本性的变革，人们研发出各种电子信息产品，像传统的电话机、电报机、到后来的黑白电视机、音响、DVD机、电脑、再到后来的手机、彩色电视机等。
在电子信息科技的快速发展的同时，各类电子科技产品的发展亦是非常迅速。
特别是进入21世纪后电子技术得到了空前的高速发展、由于市场的激烈竞争，出现了各种各样的常见的智能电子产品，这些智能电子产品也在不断创新，使得它的性能越来越好，价格成本越来越低廉。
这些都一步一步的改变人们的生活方式，大大的方便了人们的生活，而且人们越来越离不开这些电子产品。
在这些电子产品中，大部分都使用了各种各样的信号，而信号都是有频率的，所以，测量这些信号的频率就显得很重要，这在电子技术的研究中也日益显得重要。
而在初始的频率计中，大多是用逻辑控制电路、时序控制电路以及其他的电路来实现其功能[1]。
然而，这类电路的频率计，它的测量周期慢、范围小，这和快速发展的电子信息技术，越来越不适应。
出于对以上问题的考虑，该论文设计中，使用单片机为核心的数字频率计是非常合适的。
频率计可以测量三角波、正弦波和方波信号，而且电路简单，容易操作。
该论文的设计，是以测量频率的原理为出发点，使用at89s52单片机为主来设计的。
而且穿插其他电路和芯片，像放大电路和整形电路、显示电路、分频电路、晶振电路、下载电路等设计电路。
软件设计部分由测量程序部分和显示程序组成。
并使用KEIL软件、PROTEUS软件来实现程序编写、仿真。
该设计在仿真中实现了对三角波、正弦波和方波的测量。
关键字：单片机；测量；频率计ABSTRACTEver since the electronic information technology, the emergence of a variety of intelligent electronic products, so that people's social life has undergone a fundamental change, people developed a variety of electronic information products, such as traditional telephone, telegraph, to Later, black and white TV, stereo, DVD player, computer, and then later the phone, color TV sets. In the rapid development of electronic information technology, the development of various types of electronic technology products is also very fast. Especially in the 21st century electronic technology has been an unprecedented rapid development, due to fierce competition in the market, the emergence of a variety of common intelligent electronic products, these intelligent electronic products are also constantly innovation, making its performance more Well, more and more low-cost price. These have changed the way people live, step by step, greatly facilitate the people's lives, and people become increasingly dependent on these electronic products.In these electronic products, most of them use a variety of signals, and the signals are there frequencies, so measuring the frequency of these signals becomes very important in the study of electronic technology, which is also increasingly important. In the initial frequency meter, mostly with logic control circuit, the timing control circuit and other circuits to achieve its function. However, such circuits frequency meter, its measurement cycle slow, small-scale, this and the rapid development of electronic information technology, more and more suited. In consideration of the above problems, the paper design, the use of SCM as the core digital frequency meter is very appropriate. Frequency meter can measure a triangular wave, sine and square wave signal, and the circuit is simple, easy to operate.The paper's design is based on the principle of measuring frequency as a starting point, use at89s52 designed based microcontroller. And interspersed with other circuits and chips, like amplifier and shaping circuit, display circuit, a frequency dividing circuit, crystal oscillator circuit, circuit, circuit design download. Software design part of the measurement program and display program components. And using KEIL software, PROTEUS software to achieve programming, simulation. The design is implemented in the simulation measurement of the triangular wave, sine and squarewaves.Key words microcontroller; measurement; frequency meter目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)1.3 数字频率计发展概况 (1)1.4 课题内容 (2)2 频率计总体方案设计 (3)2.1 方案比较 (3)2.2 方案论证 (3)2.3 方案选择 (4)3 系统硬件电路的设计 (5)3.1 硬件整体设计图 (5)3.2 AT89S52简介 (5)3.3 晶振电路设计 (6)3.4 复位电路设计 (7)3.5 显示电路 (7)3.6 放大整形电路 (8)3.7 分频电路 (10)3.8 下载电路 (12)3.9 USB电路 (12)3.10 报警电路 (13)3.11 本章小结 (13)4 系统软件设计 (14)4.1 应用软件简介 (14)4.2 程序流程图 (15)4.3 本章小结 (16)5 频率计仿真结果及设计结论 (17)5.1 仿真结果 (17)5.2 误差分析 (22)5.3 设计结论 (22)结束语 (24)参考文献 (25)致谢 (27)附录 (28)附录A 元件清单 (28)附录B 程序清单 (29)1 绪论1.1 课题背景自古以来，人类都是靠着自己的双手来劳动，用自己双手创造了丰富多彩的生活，但是第一次和第二次工业革命解放了人类的双手，解放了生产力。
而有了电子计算机之后，人民的生活逐渐走进了智能化。
甚至可以做一些以前靠人力或畜力做不了或很难做的事。
这些都依赖于各种智能化电子科技产品。
在现代的电子信息科技技术中，我们需要用到各种各样的电参量来实现各种各样的功能，这其中信号的频率是最基本的参数之一，频率是单位时间完成的周期数，即F=1/T,其中F是频率，T是周期[2]。
它会影响到电子设备的正常运行。
此外，它与许多其他的电气参数的测量和结果，也有非常重要和密切的联系。
是以，能准确测量信号频率是有必要的。
1.2 课题研究的目的和意义随着电子科技的快速发展，智能化的电子产品性能越来越好，质量越来越好，这样它就要求的制造能力，设计能力越来越高。
对于频率计也一样，要求测量的范围变得更高，精度也更精确。
而传统的频率计显得越来越力不从心。
传统的数字频率计使用很多的电子元器件组成复杂的电子电路以实现测量信号的频率功能，但是这种频率计由于电子元器件较多，导致它的体积和重量较大，成本较高，所能测量的频率的范围也较小，测量的精度也不高，而且它的功能比较单一，使用和操作比较复杂。
所以逐渐的被市场其他质量、性能优秀的频率计所取代[3]。
基于以上传统频率计的诸多不足，技术人员一直致力于研究性能和质量都非常优异的频率计。
该课题也是基于传统频率计的不足而设计的。
1.3 数字频率计发展概况数字频率计的发展是非常艰辛的。