单片机简易频率计课程设计
单片机数字频率计课程设计
单片机数字频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理，理解数字频率计的工作机制。
2. 使学生能够运用单片机编程实现数字频率计的功能，包括计时、计数和显示。
3. 让学生了解数字频率计在实际应用中的重要性，如信号处理、电子测量等领域。
技能目标：1. 培养学生运用单片机进行数字频率计设计和编程的能力。
2. 培养学生运用相关软件（如Keil、Proteus等）进行电路仿真和调试的能力。
3. 提高学生的动手实践能力，学会在实际操作中发现问题、解决问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术和单片机编程的兴趣，培养其创新精神和实践能力。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性。
3. 增强学生的团队协作意识，学会在项目合作中相互支持、共同进步。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，要求学生在掌握理论知识的基础上，进行实际操作和项目实践。
学生特点：学生具备一定的单片机基础知识，对编程和电路设计有一定了解，但实际操作能力有待提高。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，以项目为导向，培养学生的动手实践能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够独立完成单片机数字频率计的设计和编程任务，达到课程目标所要求的具体学习成果。
二、教学内容1. 理论知识：- 单片机原理和结构：介绍单片机的内部组成、工作原理及性能特点。
- 数字频率计原理：讲解频率的概念、测量原理及其在电子测量中的应用。
- 编程语言：回顾C语言基础知识，重点掌握单片机编程相关语法。
2. 实践操作：- 电路设计：学习使用Proteus软件设计数字频率计电路，包括单片机、计数器、显示模块等。
- 程序编写：运用Keil软件编写数字频率计程序，实现计数、计时和显示功能。
- 仿真调试：在Proteus环境下进行电路仿真，调试程序，确保其正常运行。
3. 教学大纲：- 第一周：回顾单片机原理和结构，学习数字频率计原理。
简易频率计设计课程设计
简易频率计设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习简易频率计的设计与实现，让学生掌握基础的电子电路知识，频率测量原理以及相关的实验技能。
在知识目标上，要求学生能够理解并描述频率计的工作原理，掌握基本的电路设计方法。
在技能目标上，要求学生能够独立完成简易频率计的搭建，并进行相关实验。
在情感态度价值观目标上，通过课程的学习，使学生培养对科学研究的兴趣，增强解决实际问题的能力，并培养团队协作的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：首先，介绍频率计的基本原理，包括频率测量原理，频率计的组成结构等；其次，讲解频率计的设计方法，包括电路设计，元件选型，系统调试等；然后，通过实验操作，使学生能够熟练使用简易频率计，掌握相关的实验技能；最后，进行课程设计，使学生能够将所学的知识运用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先，将采用讲授法，为学生讲解频率计的基本原理和设计方法；其次，将采用实验法，让学生通过实际操作，掌握频率计的使用方法和实验技能；同时，将采用讨论法，引导学生进行思考，提出问题，并寻找解决问题的方法；最后，将采用案例分析法，让学生通过分析实际案例，将所学的知识运用到实际问题中。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将准备多种教学资源。
首先，将使用教材《简易频率计设计与实现》作为主要的教学资源；其次，将提供相关的参考书籍，供学生进行深入的学习；同时，将利用多媒体资料，如教学视频，实验操作演示等，丰富学生的学习体验；最后，将准备实验设备，如简易频率计，电子元件等，供学生进行实验操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答和团队协作等情况，占总分的30%。
作业主要评估学生的理解和应用能力，占总分的30%。
考试主要评估学生对课程知识的掌握和运用能力，占总分的40%。
51单片机频率计课设
《单片机课程设计》设计报告设计题目：简易数字频率计系别：控制工程学院专业：自动化班级学号：姓名：指导教师：设计时间：简易数字频率计设计设计任务：采用A T89S52单片机测量实验室产生的方波脉冲频率，将待测频率接至T0引脚，测量方波频率并显示。
1.总体方案设计(1).设计思路本次课程设计是基于51单片机的频率计设计。
该课程设计是能实现精确测量频率。
由于计数器最大能计数的频率为f/24=460.8KHz。
本设计为了便于编程将最大测量频率限制在65536*7=458.752KHz。
如果超出最大频率数码管将显示------。
该设计通过定时器1定时1S，待测频率通过计数器0在1S内的计数值得出。
每1S显示一次待测频率值。
由于最大频率可达458.752KHz,而每次计数值最大只能达到65536，所以计数器0每产生一次中断，需要将计数值加65536，并给计数初值赋0重新计数，直到1S定时时间到。
计数值计算公式为（最后一次计数值+计数器0溢出次数*65536）。
将得到的计数值经处理后转换成BCD码分别在6个数码管上显示。
本次设计，利用了定时器，计数器，中断，查表，8255扩展端口等，设计出硬件电路。
最后在PROTEUS上进行仿真。
（2）.系统总体结构(2).芯片选择本设计主要采用A T89S52,8255A,74LS373,等构成测量系统。
74LS373芯片为了实现P0口的复用，应在P0口连上74LS373，通过锁存器输出A0,A1（连接到8255A）。
74LS373芯片为三态输出的锁存器。
当三态允许控制端OE为低电平的时候，Q0～Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。
当OE为高电平时，Q0～Q7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。
当锁存器允许端LE为高电平时，Q随数据D而变化。
当LE为低电平时，Q被锁存在已经建立的数据电平。
74LS245芯片74LS245是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。
基于单片机简易频率计设计
基于单片机简易频率计设计一、前言频率计是一种测量电信号频率的仪器，其应用广泛。
本文将介绍如何基于单片机设计一个简易的频率计。
二、设计思路本次设计采用单片机作为核心控制芯片，通过捕获输入信号的上升沿和下降沿来计算出信号的周期，从而得到信号的频率。
具体实现过程如下：1. 选择合适的单片机选择一款适合本次设计要求的单片机，需要考虑其性能、价格、易用性等因素。
常见的单片机有STC89C52、AT89C51等。
2. 硬件电路设计硬件电路主要包括输入端口、捕获定时器模块、显示模块等。
其中输入端口需要接收待测信号，捕获定时器模块用于捕获信号上升沿和下降沿的时间，显示模块则用于显示测得的频率值。
3. 软件程序设计软件程序主要包括初始化程序、捕获中断服务函数和主函数等。
其中初始化程序用于设置捕获定时器模块和显示模块参数，捕获中断服务函数则是实现对输入信号上升沿和下降沿时间的捕获与计算，主函数则用于控制程序流程和显示结果。
三、硬件设计1. 输入端口设计输入端口需要接收待测信号，一般采用BNC接头。
由于输入信号可能存在较高的电压和噪声，因此需要加入滤波电路以保证输入信号的稳定性。
2. 捕获定时器模块设计捕获定时器模块是本次设计的核心部分，其主要功能是捕获输入信号的上升沿和下降沿时间，并通过计算得到信号周期和频率值。
常见的捕获定时器模块有16位定时器/计数器、32位定时器/计数器等。
在本次设计中，我们选择了16位定时器/计数器。
3. 显示模块设计显示模块主要用于显示测得的频率值。
常见的显示模块有LED数码管、LCD液晶屏等。
在本次设计中，我们选择了LCD液晶屏。
四、软件程序设计1. 初始化程序初始化程序主要包括设置捕获定时器模块参数、设置LCD液晶屏参数等。
2. 捕获中断服务函数捕获中断服务函数是实现对输入信号上升沿和下降沿时间的捕获与计算，其具体实现过程如下：（1）当捕获定时器模块捕获到输入信号上升沿时，记录当前时间值。
单片机频率计课程设计
单片机频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机的基本原理，掌握其内部结构和功能。
2. 学生能掌握频率计的设计原理，理解并运用相关电路知识。
3. 学生能了解并掌握编程语言在单片机应用中的基本使用方法。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建一个简单的单片机频率计电路。
2. 学生能编写程序，实现对频率计的功能控制，进行基本的数据测量。
3. 学生能通过实验过程，培养动手操作能力、问题解决能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对单片机及电子技术的兴趣，激发创新思维。
2. 学生能认识到单片机技术在现实生活中的应用价值，增强学以致用的意识。
3. 学生在课程实践过程中，培养严谨、细致的科学态度，提高对科学研究的尊重和热爱。
课程性质分析：本课程为实践性较强的电子技术课程，旨在通过单片机频率计的设计与实现，使学生在实践中掌握单片机技术的基本原理和应用。
学生特点分析：学生处于高年级阶段，已具备一定的电子技术基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求分析：根据课程性质和学生特点，要求课程目标具体、可衡量，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和创新思维能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容围绕单片机频率计的设计与实现，结合以下章节进行组织：1. 单片机基础理论：介绍单片机的内部结构、工作原理和功能特点，重点讲解单片机的时钟系统、I/O口控制、中断系统等基础知识。
2. 频率计原理：讲解频率计的基本原理，包括信号发生器、计数器、时钟脉冲等组成部分，以及频率测量的基本方法。
3. 电路设计与搭建：指导学生运用所学知识，设计并搭建一个简单的单片机频率计电路，包括单片机选型、外围电路设计、元器件选型等。
4. 编程与调试：教授编程语言基础，如C语言、汇编语言等，指导学生编写单片机程序，实现对频率计的功能控制，并进行程序调试。
基于单片机的简单频率计课程设计报告
《单片机原理与接口技术》课程设计报告频率计目录1功能分析与设计目标02频率计的硬件电路设计32。
1 控制、计数电路32。
2 译码显示电路53频率计的软件设计与调试63.1 软件设计介绍63。
2 程序框图83。
3 功能实现具体过程83。
4 测试数据处理,图表及现象描述104讨论115心得与建议126 附录（程序及注释）131功能分析与设计目标背景：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.为了实现智能化的计数测频,实现一个宽领域、高精度的频率计，一种有效的方法是将单片机用于频率计的设计当中。
用单片机来做控制电路的数字频率计测量频率精度高,测量频率的范围得到很大的提高.题目要求：用两种方法检测(Δm，ΔT）要求显示单位时间的脉冲数或一个脉冲的周期. 设计分析：电子计数式的测频方法主要有以下几种：脉冲数定时测频法(M法),脉冲周期测频法（T法），脉冲数倍频测频法（AM法），脉冲数分频测频法（AT法），脉冲平均周期测频法（M/T法)，多周期同步测频法。
下面是几种方案的具体方法介绍。
脉冲数定时测频法（M法)：此法是记录在确定时间Tc内待测信号的脉冲个数Mx，则待测频率为：Fx=Mx/Tc脉冲周期测频法（T法）：此法是在待测信号的一个周期Tx内，记录标准频率信号变化次数Mo。
这种方法测出的频率是：Fx=Mo/Tx脉冲数倍频测频法（AM法)：此法是为克服M法在低频测量时精度不高的缺陷发展起来的。
通过A倍频,把待测信号频率放大A倍,以提高测量精度.其待测频率为：Fx=Mx/ATo脉冲数分频测频法（AT法)：此法是为了提高T法高频测量时的精度形成的。
由于T法测量时要求待测信号的周期不能太短，所以可通过A分频使待测信号的周期扩大A倍，所测频率为:Fx=AMo/Tx脉冲平均周期测频法(M/T法)：此法是在闸门时间Tc内，同时用两个计数器分别记录待测信号的脉冲数Mx和标准信号的脉冲数Mo。
单片机频率计数器课程设计教材
课程设计报告课程名称：单片机课程设计题目：基于单片机的频率计数器设计学院：环境与化学工程系：过程装备与测控工程专业：班级：学号：学生姓名：起讫日期：指导教师：摘要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，方波信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。
本课程设计主要设计一个简易的频率计，来实现信号在0-9999HZ范围内周期变化的方波频率的测定。
该文主要介绍了基于STC89C52 单片机频率计的设计方案和实现方法，该系统主要由硬件和软件两部分组成，其中重点给出了具体硬件电路图和软件流程图以及具体工作原理。
硬件部分通过洞洞板的布线设计帮助，可以确保焊接时尽量少的飞线和出错。
软件通过keil µvision编译及调试，其中在P1.7口编入了一个5500HZ的方波，用以仿真调试该频率计的软硬件功能是否能够实现输出频率的功能。
另外，本设计多增加了一个按键功能，通过一个按键来控制定时计数器的开始和关闭。
该频率计还带有3*3的矩阵键盘，可以作为扩展应用区，通过编程实现。
本设计中用的是LED共阴数码管，输出频率时采用的事动态显示的方法。
关键词：频率计；单片机；动态显示目录一、频率计数器的设计任务和要求 (1)1.1 频率计数器的设计任务 (1)1.2 设计要求及发挥部分 (1)二、方案的总体设计 (1)2.1 方案的设计 (1)2.2 方案的整体框图 (2)2.3 方案的说明 (2)三、硬件设计 (2)3.1 单片机的最小系统 (2)3.1.1 上电复位电路 (2)3.1.2 晶振电路 (3)3.2 LED数码管显示电路 (3)3.3 整体电路 (4)四、软件设计 (4)4.1 程序流程图 (5)4.2 初始化子函数 (5)4.3 延时子函数 (5)4.4 中断子函数 (5)五、系统的调试和说明 (6)5.1 C程序的说明 (6)5.2 C程序编译的结果 (6)5.3 实物图 (7)六、设计总结与心得体会 (8)6.1设计总结 (8)6.2 设计心得 (9)七、参考文献 (9)附录 (10)一、频率计数器的设计任务和要求1.1 频率计数器的设计任务本课程设计任务主要是基于单片机系统，通过软件、硬件的调试，完成一个具有计数功能的频率计数器。
单片机课程设计报告-简易频率计
单片机课程设计报告简易频率计学院：信息工程学院班级：09级电子信息工程一班姓名：学号：引言单片机课程设计是一门实践课程，要求学生具有制作调试单片机最小系统及外设的能力，能够掌握单片机内部资源的使用。
单片机课程设计内容包括硬件设计、制作及软件编写、调试，学生在熟练掌握焊接技术的基础上，能熟练使用单片机软件开发环境Keil C51编程调试，并使用STC ISP调试工具采用串口下载方式联调制作的单片机最小系统。
单片机课程设计题目包含基本部分及扩展部分，基本部分即单片机最小系统部分，扩展部分是对单片机内部资源及外部IO口的功能扩展，使制作的单片机系统具有一定的功能。
一、课程设计要求：自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用外部计数器T0或T1作为外部频率输入，外部频率由信号源提供，计算出来的频率显示在四位一体的数码管上。
二、频率计设计概述：本频率计的设计以AT89C51单片机为核心，利用他内部的定时／计数器完成待测信号频率的测量。
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时中断要求的功能。
设计将定时/计数器0设置工作在定时方式，定时/计数器1设置工作在计数方式。
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）。
三.程序框图四、源程序如下：#include<reg51.h>bit int_flag;unsigned char volatile T0Count;unsigned char volatile T1Count;unsigned char code table[] ={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; unsigned char code temp[] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};unsigned long sum;unsigned char Led[4];void delay(unsigned int num ){while(--num);}void init(void){TMOD=0x15;//TMOD=0x51; //T1定时，T0计数TH1=(65536-50000)/256;//TH0=(65536-50000)/256; //定时50msTL1=(65536-50000)%256;// TL0=(65536-50000)%256;TH0=0x00; //TH1=0x00;TL0=0x00;//TL1=0x00;}开始 初始化T1定时，T0计数 T0计数满 T1定时1秒满 计算脉冲个数 送数码管显示T1count++void disp(void){unsigned char i;for(i=0;i<4;i++){P2=temp[i];//片选P0=table[Led[i]]; //取数据显示delay(100); //延时1毫秒}}void main(void){EA=1;init();TR0=1;TR1=1;ET1=1;ET0=1;while(1){if(int_flag==1){int_flag=0;sum=TL0+TH0*256+T0Count*65536; //计算脉冲个数Led[3]=sum%10000/1000;//显示千位Led[2]=sum%1000/100;//显示百位Led[1]=sum%100/10;//显示十位Led[0]=sum%10;//显示个位T1Count=0x00;T0Count=0;TH0=0x00;TL0=0x00;TR0=1;}disp();}}void int_t1(void) interrupt 3{TH1=(65535-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;T1Count++;if(T1Count==20){TR0=0;int_flag=1;T1Count=0x00;}}void int_T0(void) interrupt 1{T0Count++;}五.元器件：AT89C51、四位一体数码管、排阻、晶振等。
简易频率计—单片机课程设计
课程名称：单片机应用课程设计设计题目：简易频率计的设计院系：电气工程专业：年级：姓名：指导教师：年月日课程设计任务书专业姓名学号开题日期：年月日完成日期年月日题目简易频率计的设计一、设计的目的频率计作为测量仪器的一种，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，但是目前,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。
为适应工作的需要,可以用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。
二、设计的内容及要求本设计以AT89C51单片机为控制核心，将外部的频率脉冲信号通过单片机计数端输入，由定时器/计数器T0负责定时，定时器/计数器T1负责对被测信号计数，该频率计的测量范围为1Hz~65534Hz，被测脉冲信号的频率可以随时进行调整，通过LCD液晶显示模块对被测信号的频率进行实时显示。
该系统包括被测频率脉冲信号、单片机晶振电路、以AT89C51单片机为核心的频率测量模块、LCD液晶显示模块。
三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日摘要在电子领域内,频率是一种最基本的参数,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,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。
设计主要以AT89C51单片机为控制核心，将外部的频率脉冲信号通过单片机计数端输入，由定时器/计数器T0负责定时，定时器/计数器T1负责对被测信号计数，该频率计的测量范围为1Hz~65534Hz，被测脉冲信号的频率可以随时进行调整，通过LCD液晶显示模块对被测信号的频率进行实时显示。
单片机课程设计_频率计
课程设计——频率计课题：使用STC89C52单片机测量方波频率姓名：何怡君叶玲郭靖学号：080212148 080212142 080212173 指导老师：唐飞一、方案论证1、课程设计内容与要求（1）内容：本次课程设计的主要概况是了解由单片机控制的频率测量的过程。
频率计测频率的基本原理就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数，是利用定时器和计数器或外部中断的原理将一方波的频率结果显示在五位LED数码管上。
（2）要求：用单片机STC89C52RC的定时器实现1秒钟的定时，用该单片机的外部中断或计数器实现计算方波的周期的个数，即频率为1秒的方波的周期的个数，控制过程具有启动功能。
2、方案论证（1）方案一：利用STC89C52RC单片机的外部中断来计方波的每一个下降沿的次数，定时一秒后显示最后的结果，即最终所输入的方波的频率，在STC89C52RC的单片机小系统中，定时器完成定时1秒的功能，采用中断的方式；数码管完成显示部分的功能，小系统的数码管硬件电路为共阳极，所以程序中的字行码为共阳极的table表；外部中断完成下降沿的计数，键盘完成控制启动的功能，一旦定时完成，关闭定时器的中断和外部中断的中断源显示数据。
（2）方案二：利用STC89C52RC单片机的内部计数器直接计数，每来一个“0”和一个“1”计数器加一，直到定时一秒钟结束，只是数据要进行ASCII码转换，略有一点麻烦。
其他部分与方案一类似。
（3）方案比较：通过以上两个方案，我们认为方案一总体比方案二好，虽然方案二不需要使用中断，但结果的数据需进行处理，经过对比，我们选用了方案一。
二、电路设计1、硬件电路(1)单片机概述单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说，就是把中央处理器CPU（Central processing unit）、随机存储器RAM（Random access memory）、只读存储器ROM（Read only memory）、中断系统、定时器/计数器以及I\O（Input/output）接口电路等主要微型机部件集成在一个芯片上。
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一、课题任务本设计是基于AT89S51单片机设计的简易频率计。
技术指标：频率（F）为：1Hz～100MHz，周期（T）为：1S～10E-7S，精度为：10%。
二、方案比较与选择1、方案比较方案一：本方案主要以数字器件为核心，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。
其原理框图如图1所示图1.方案一原理框图方案二：本方案主要以单片机为核心，利用单片机的计数定时功能来实现频率的计数并且利用单片机的动态扫描把测出的数据送到数字显示电路显示。
其原理框图如2所示图2. 方案二原理图2、方案论证方案一：本方案使用大量的数字器件，被测量信号经过放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号，其频率与被测信号的频率相同。
同时时基电路提供标准时间基准信号，其高电平持续时间1s，当1s信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到1s信号结束闸门关闭，停止计数。
若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率F（X）=N Hz。
逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲，使显示器上的数字稳定；二是产生清零脉冲，使计数器每次测量从零开始计数。
方案二：本方案主要以单片机为核心，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，把被测正弦波或者三角波转换为方波，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。
3、方案选择比较以上两种方案可以知道，方案二的核心是单片机，使用的元器件少，原理电路简单，调试简单只要改变程序的设定值则可以实现不同频率范围的测量，能自动选择测试的量程。
与方案二相比较方案一则使用了大量的数字元器件，原理电路复杂，硬件调试麻烦。
如要测量高频的信号还需要加上分频电路，价格相对高。
鉴于我们是第一次做与单片机有关的电子设计作品，为了减少一定的难度以及为今后更好的实现频率计的精细化和准确化，经过小组讨论，我们决定从基础的频率计出发。
基于单片机的数字频率计的课程设计 1HZ-10MHZ
物理与电子信息系课程设计报告课程名称：单片机课程设计题目：基于单片机数字频率计的设计学生姓名：谢叮咚学号：******** 系部：物理与电子信息系2011级指导教师：**职称：讲师湖南人文科技学院物理与电子信息系制目录1.引言.................................................... ................ ................ . (1)1.1 数字频率计的发展与意义................ .............. (1)1.2 数字频率计的分类........................... ...................... .. (2)1.3 频率计国内外的发展趋势..................... (2)2.系统总体设计............................................................ ................ .. (2)2.1系统设计要求..................................... ................ ................ . (2)2.2测频方法....................................... ................ ................ . (3)2.3系统设计思路........................................................ ................... .. (3)2.4系统设计框图................................................. ......................... (3)3. 系统设计.................................................... ............. ................ . (4)3.1单片机模块............................................... ... .. (4)3.2放大整形模块...................................... . (8)3.3分频模块....... .... ................................................... . (9)3.4显示电路.................... ....................... . (10)4. 系统软件设计............................................... (12)4.1开始............................................... ................ ...... (12)4.2初始化模块 (12)4.3 频率测量模块和量程自动切换模块................. ........... (13)4.4显示模块............... ........... .......................... ........... .......................... .. (14)4.5延时模块.......... ........... .......................... ........... .......................................... .144.6频率计仿真......... ........... ................................. ........... . (15)5. 总结与体会............................................... .................................... ........ (19)6. 参考文献................................................ ............ ....... (20)7.附录A程序源代码................. ............ ....... . (20)8.附录B仿真效果图................. ............ ....... . (26)9.附录C DXP模块原理图与PCB板................................... ............ ....... . (27)10.附录D 实物调试图............................. ............ ....... .................... (28)一、引言1.1 数字频率计的发展和意义随着电子技术的飞速发展，各类分立电子元件及其所构成的相关功能单元，已逐步被功能更强大、性能更稳定、使用更方便的集成芯片所取代。
基于51单片机的简易频率计设计
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单片机简易频率计课程设计之欧阳文创编
前言3一、总体设计4二、硬件设计6AT89C51单片机及其引脚说明：6显示原理9技术参数10电参数表10时序特性表11模块引脚功能表11三、软件设计12四、调试说明14五、使用说明16结论16参考文献16附录18Ⅰ 、系统电路图18Ⅱ、程序清单19前言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，以及程控玩具、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、医疗器械以及各种智能机械了。
因此，单片机的学习、开发与应用在生活中至关重要。
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。
一、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、三角波的频率进行自动的测量。
所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。
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。
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fx。
时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为1s，则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行控制，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。
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前言 (3)一、总体设计 (4)二、硬件设计 (6)AT89C51单片机及其引脚说明： (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)参考文献 (18)附录 (19)Ⅰ、系统电路图 (19)Ⅱ、程序清单 (20)前言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,以及程控玩具、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、医疗器械以及各种智能机械了。
因此，单片机的学习、开发与应用在生活中至关重要。
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。
一、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、三角波的频率进行自动的测量.所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。
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。
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f x。
时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为1s,则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行控制，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。
秒信号结束时闸门关闭,计数器停止计数。
由于计数器计得的脉冲数N是在1秒时间内的累计数，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，对频率脉冲进行计数。
在1S定时内所计脉冲数即是该脉冲的频率。
见图1: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，频率是单位时间内信号波的个数，因此采用上述各种方案都能实现频率的测量。
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，则在低频率的测量时误差会大一些。
采用脉冲周期测频法则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则精度有所提高,但控制电路较复杂；采用脉冲平均周期测频法则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±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。
基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行显示，其基本构成框图如图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.但是控制部分才是最重要的，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,利用单片机内部定时计数器定时，在把所记得的数经过相关处理后送到显示电路中显示.其系统原理框图将在下面介绍。
根据上述的基于单片机的数字频率计的设计原理,我们可设计一个由放大整形电路、分频电路、多路数据选择器、AT89C51以及显示电路来构成的数字式频率计,其系统框图如图3所示。
图3二、硬件设计AT89C51单片机及其引脚说明:89C51是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器，它提供下列标准特征：4K字节的程序存储器,128字节的RAM，32条I/O线，2个16位定时器/计数器, 一个5中断源两个优先级的中断结构，一个双工的串行口, 片上震荡器和时钟电路。
引脚说明:·VCC:电源电压·GND：地·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，作为输出口用时，每个引脚能驱动8个TTL逻辑门电路。
当对0端口写入1时，可以作为高阻抗输入端使用.当P0口访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定成地址数据总线复用的形式。
在这种模式下，P0口具有内部上拉电阻.在EPROM编程时,P0口接收指令字节,同时输出指令字节在程序校验时。
程序校验时需要外接上拉电阻。
·P1口：P1口是一带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P1口的输出缓冲能接受或输出4个TTL逻辑门电路。
当对P1口写1时，它们被内部的上拉电阻拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。
当作为输入端使用时，P1口因为内部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流（IIL）。
·P2口：P2是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。
P2口的输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。
当向P2口写1时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。
作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（IIL）。
·P2口在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器(例如MOVX @ DPTR）时，P2口送出高8位地址数据。
在这种情况下，P2口使用强大的内部上拉电阻功能当输出1时。
当利用8位地址线访问外部数据存储器时（例MOVX @R1），P2口输出特殊功能寄存器的内容. 当EPROM编程或校验时，P2口同时接收高8位地址和一些控制信号。
·P3口：P3是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。
P3口的输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。
当向P3口写1时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。
作为输入口,因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流(IIL）。
P3口同时具有AT89C51的多种特殊功能，具体如下表1所示：表1·RST：复位输入。
当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。
·EA/V PP：外部访问允许。
为了使单片机能够有效的传送外部数据存储器从0000H到FFFH单元的指令，EA必须同GND相连接.需要主要的是，如果加密位1被编程,复位时EA端会自动内部锁存.·ALE/RPOG：当访问外部存储器时，地址锁存允许是一输出脉冲,用以锁存地址的低8位字节.当在Flash编程时还可以作为编程脉冲输出(RPOG）。
一般情况下,ALE是以晶振频率的1/6输出，可以用作外部时钟或定时目的.但也要注意，每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲.·PSEN：程序存储允许时外部程序存储器的读选通信号.当AT89C52执行外部程序存储器的指令时,每个机器周期PSEN两次有效，除了当访问外部数据存储器时,PSEN将跳过两个信号.显示原理我们测量的频率最终要显示出来。
八段LED数码管显示器基本电路如图4所示。
图4八段LED数码管显示器由8个发光二极管组成。
基中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个圆点形的发光管在数码管显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。
LED数码管显示器有两种形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的,称之为共阳极LED数码管显示器;另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED数码管显示器。
如下图所示。
共阴和共阳结构的LED数码管显示器各笔划段名和安排位置是相同的.当二极管导通时，对应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。
8个笔划段hgfedcba对应于一个字节（8位）的D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0，于是用8位二进制码就能表示欲显示字符的字形代码。
技术参数表2 极限参数表电参数表表3 电参数表时序特性表表4 时序特性表模块引脚功能表表5 模块引脚功能表三、软件设计测频软件的实现是基于电路系统来进行设计的。
本次设计采用的是脉冲定时测频法，所以在软件实现上基本遵照系统的设计原理,进行测频。
本次软件设计语言采用C语言,在电脑上编译通过后即可下载到电路上的实际电路中，即可实现频率的测量.NO开始初始化 P2=0xf,status_F=0初始化 T0,T1开定时器T1，计数器T0aa=19?aa=0,status_F=0关闭T1定时器，定时1S延时矫正误差delay(46)关闭T0计数器结束显示所测得频率display结束四、调试说明当输入频率为1HZ时，测得频率为1HZ.当输入频率为987HZ时，测得频率为987HZ。
但是当输入频率为5KHZ时，测得频率为5001HZ.误差为0.02%。
当输入频率大到100kHZ时，测得频率为10015HZ，误差为0.15%.误差分析：因为定时和计数都是由单片机本身来完成的,在计数的时候会产生误差.这个误差的大小是用单片机的内部时钟决定的，采用高频率的晶振来为单片机提供内部时钟，则能减少此误差。
本次设计我们用的是12MHz的晶振，而测频的范围是1Hz~1MHz。
所以定时计数的误差在本系统基本可以忽略不计。
五、使用说明该设计主要是能够测量外部周期信号的频率值，并且通过数码管进行显示。
把编译好得到的hex程序文件载入到单片机里,就可以对整体电路进行仿真了。
经过对上述电路的仿真，我们可以看出，电路所要完成的功能都能基本实现。
结论基于单片机的频率计的设计涉及到计算机的硬软件知识，通过对系统的设计和调试，本次设计主要完成了以下工作：1、提出基于单片机的数字频率计设计的基本方案;2、完成了电路设计；3、编译了软件程序；4、对硬件电路进行了仿真，进行了误差分析。
参考文献[1］李雷等编.集成电路应用实验。