基于单片机的放大整形电路

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1)整形电路

整形电路是将待测信号整形变成计数器所要求的脉冲信号。电路形式采用由

555定时器所构成的施密特触发器，电路如图XXX所示。若待测信号为三角波

，输入整形电路，设置分析为瞬态分析，启动电路，其输入、输出波形如图

XXX所示。可见输出为方波，二者频率相同。

用比较器好了，比如AD8561，延迟只有几个纳秒，速度足够了。给它单电源

5V，输出就是TTL。不过你得小心共模电压范围，如果超过的话就只好加高

电源电压，然后在输出再做嵌位处理。拿运放当比较器使也行，挑速度够

的那种，但必须加负电源，输出负方向须作嵌位。

由于输入的两路信号具有幅度差，波形不确定，边沿陡峭度不够理想，而CPLD 的测频测相都是对TTL 电平进行的，所以本设计先对输入信号放大

100

倍，再经高速电压比较器LM311（响应时间200ns）进行过零比较，为了使方

波

信号边沿陡峭，采用两级反相器对其整形，如图2所示：

基于51单片机的数字频率计

作者:佚名来源:不详录入:Admin更新时间：2008-7-27 14:01:27点击数：3

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题目：基于51单片机的数字频率计

专业：计算机科学与技术（专升本）

班级：056计算机科学与技术

姓名：蔡永学号：05191131

指导老师：余水宝

成绩：

( 2006.6 )

目录

第1节引言 (2)

1.1数字频率计概述 (2)

1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算 (2)

1.3基本设计原理 (3)

第2节数字频率计（低频）的硬件结构设计 (4)

2.1系统硬件的构成 (4)

2.2系统工作原理图 (4)

2.3AT89C51单片机及其引脚说明 (5)

2.4信号调理及放大整形模块 (7)

2.5时基信号产生电路 (7)

2.6显示模块 (8)

第3节软件设计 (12)

3.1 定时计数 (12)

3.2 量程转换 (12)

3.3 BCD转换 (12)

3.4 LCD显示 (12)

第4节结束语 (13)

参考文献 (14)

附录汇编源程序代码 (15)

基于51单片机的数字频率计

数理与信息工程学院计算机专升本056班蔡永

指导老师余水宝

第1节引言

本应用系统设计的目的是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识，以及查阅资料，培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。全能提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。

1.1数字频率计概述

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。

本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602A LCD显示器动态显示6位数。测量范围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1us,10us,100us,1ms。用单片机实现自动测量功能。

基本设计原理是直接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。

1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算

1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算

频率测量仪的设计思路主要是：对信号分频，测量一个或几个被测

若被测量信号的周期为，分频数m1，分频后信号的周期为T，则：T=m1T x 。由图可知： T=NT o （注：T o为标准信号的周期，所以T为分频后信号的周期，则可以算出被测量信号的频率f。）

由于单片机系统的标准频率比较稳定，而是系统标准信号频率的误差，通常情况下很小；而系统的量化误差小于1，所以由式T=NT o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。

1.3 基本设计原理

基本设计原理是直接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。

第2节数字频率计（低频）的硬件结构设计

2.1 系统硬件的构成

本频率计的数据采集系统主要元器件是单片机AT89C51，由它完成对待测信号频率的计数和结果显示等功能，外部还要有分频器、显示器等器件。可分为以下几个模块：放大整形模块、秒脉冲产生模块、换档模拟转换模块、单片机系统、LCD显示模块。各模块关系图如图2所示：

2.2 系统工作原理图

该系统工作的总原理图如图3所示：

图3 数字频率计系统工作原理图

2.3 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