单片机课设《数字频率计设计》
单片机数字频率计设计
单片机课程设计题目：数字频率计班级：电气073班姓名：杨艳萍学号： 200708953指导教师：苟军年设计时间： 2010.1.4评语：成绩讨论后独立思考完成。
一、中文摘要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、锯齿波的频率。
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。
二、引言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。
输入信号通过放大整形电路整形为矩形波，然后进入单片机对矩形波的变化次数在1s内进行统计，由于频率是输入信号在1s内的变化次数，故所测到的统计次数即为被测信号的频率。
因为一个信号其频率不一定固定，故需重复上述步骤，以循环检测频率变化。
三、设计方案及原理本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，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。
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、锯齿波。
具体为先将输入信号通过放大整形电路整形为矩形波，然后送入单片机，在1s内对矩形波的周期变化次数进行统计。
所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数，故所统计到的次数即为被测信号的频率。
最后直接用十进制数字显示被测信号频率。
若信号其频率不稳定，则需重复上述步骤，以循环检测频率变化，取其平均值作为该信号的频率。
被测信号从输入端输入经三极管放大电路放大，再经由555电路组成的施密特触发器整形，将三角波、正弦波、锯齿波等信号变换成方波信号，便于计数。
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。
数字频率计设计(PCB图+电路图+源程序)-课程设计
数字频率计设计(PCB图+电路图+源程序)-课程设计数字频率计设计开题报告选题意义及国内外发展状况本课题主要研究如何用单片机来设计数字频率计。
因为在电子技术中，频率的测量十分重要，这就要求频率计要不断的提高其测量的精度和速度。
在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，简洁、高效、经济成为人们办事的一大宗旨。
在电子技术中这一点表现的尤为突出，人们在设计电路时, 都趋向于用尽可能少的硬件来实现, 并且尽力把以前由硬件实现的功能部分, 通过软件来解决。
因为软件实现比硬件实现具有易修改的优点, 如简单地修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要容易得多, 故基于微处理器的电路往往比传统的电路设计具有更大的灵活性。
单片机就属于这一类设计电路，单片机因其功能独特和廉价已在全球有数???千种成功的范例, 在国内也开发出了充电器、空调控制器、电子定时器、汽车防盗器、卫星接收机以及各种智能仪表等实用产品。
频率计也是单片机的一种很重要的应用, 价格低廉且具有实际意义。
虽然使用逻辑分析仪也可以很好的测量信号的频率等参数，但其价格太昂贵。
实现测量的数字化、自动化、智能化已成为各类仪表设计的方向，而由单片机控制的、全自动的、数字显示的频率计就符合这一设计理念。
说到用单片机设计的频率计，这里说一下单片频率计ICM7216D。
单片频率计ICM7216D是美国Intersil公司首先研制的专用测频大规模集成芯片。
它是标准的28引脚的双列直插式集成电路，采用单一的+5V稳压电源工作。
它内含高频振荡器、10进制计数器、7段译码器、位多路复用器、能够直接驱动LED显示器的8段段码驱动器、8位位码驱动器。
其基本的测频范围为DC至10MHz，若加预置的分频电路，则上限频率可达40MHz或100MHz，单片频率计ICM7216D只要加上晶振、量程选择、LED显示器等少数器件即可构成一个DC至40MHz的微型频率计，可用于频率测量、机械转速测量等方面的应用。
单片机课程设计报告——智能数字频率计
单片机原理课程设计报告题目：智能数字频率计设计专业：信息工程班级：信息111学号：***姓名：***指导教师：***北京工商大学计算机与信息工程学院1、设计目的（1）了解和掌握一个完整的电子线路设计方法和概念；（2）通过电子线路设计、仿真、安装和调试，了解和掌握电子系统研发产品的一个基本流程。
（3）了解和掌握一些常见的单元电路设计方法和在电子系统中的应用：包括放大器、滤波器、比较器、计数和显示电路等。
（4）通过编写设计文档与报告，进一步提高学生撰写科技文档的能力。
2、设计要求（1）基本要求设计指标：1.频率测量：0～250KHz；2.周期测量：4mS～10S；3.闸门时间：0.1S，1S；4.测量分辨率：5位/0.1S，6位/1S；5.用图形液晶显示状态、单位等。
充分利用单片机软、硬件资源,在其控制和管理下,完成数据的采集、处理和显示等工作,实现频率、周期的等精度测量方案。
在方案设计中,要充分估计各种误差的影响,以获得较高的测量精度。
（2）扩展要求用语音装置来实现频率、周期报数。
（3）误差测试调试无误后，可用数字示波器与其进行比对，记录测量结果，进行误差分析。
（4）实际完成的要求及效果1.测量范围：0.1Hz～4MHz，周期、频率测量可调；2.闸门时间：0.05s～10s可调；3.测量分辨率：5位/0.01S，6位/0.1S；4.用图形液晶显示状态、单位（Hz/KHz/MHz）等。
3、硬件电路设计（1）总体设计思路本次设计的智能数字频率计可测量矩形波、锯齿波、三角波、方波等信号的频率。
系统共设计包括五大模块: 主芯片控制模块、整形模块、分频模块、档位选择模块、和显示模块。
设计的总的思想是以AT89S52单片机为核心，将被测信号送到以LM324N为核心的过零比较器，被测信号转化为方波信号，然后方波经过由74LS161构成的分频模块进行分频，再由74LS153构成的四选一选择电路控制档位，各部分的控制信号以及频率的测量主要由单片机计数及控制，最终将测得的信号频率经LCD1602显示。
基于单片机的数字频率计的设计(毕业设计)
1.2 设计思路
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”。常用的频率测量方法主要有两种：直接测频法和间接测频法 （即测周期法）。直接测频法在低频段的相对测量误差较大，故常用 于测量高频信号；测周期法在高频段的相对测量误差较大，更适合于 测量低频信号由于本次设计的实际测量范围为1Hz～200KHz左右，主 要是针对在低频段的测量，且由于单片机具有程序运算功能，频率为 周期的倒数，这样使得频率测量与周期测量可以互通，故此次设计采 用间接测量法（测周期法）。其原理图如下所示：
使用液晶显示器（LCD）进行数据显示
采用LED显示管只能显示0～9和一些简单的英文字母，这使得频率计的功能 受到极大的限制，而LCD显示管能够解决LED的不足，增强显示功能。LCD具有体 积小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，因 此广泛应用于各种仪表设备中去。LCD液晶显示器主要有字符型和点阵型两种。 字符型LCD能显示特定的字符，应用在特定的场合，可以代替常用的LED显示器 显示和进行其他特殊字符的显示；点阵型LCD则可以以点阵的形式显示字符、图 形和汉字，满足各种需要。
被测闸门信号
未知
高频基准信号
实际检出已知信号
1.3 电路设计
数字频率计系统设计共包括四大模块：单片机控制模块、电源模
块、放大整形模块及ＬＥＤ显示模块。 数字频率计设计总框图如下：
被测信 号
放大整形电 路
单片机
LED 显 示
电源电 路
单片机课程设计-数字频率计
《单片机技术》课程设计说明书数字频率计系、部：航空与机械工程系学生姓名：黄超群指导教师：江官星职称老师专业：机械设计制造及其自动化班级： 1281021班学号： 128102109完成时间： 2015年1月《单片机技术》课程设计任务书一、设计题目：数字频率计二、适用班级：1281021班三、指导教师：江官星四、设计目的与任务：学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
五、设计内容与要求设计内容1、数字频率计设计一个能够测量周期性矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。
该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态。
按频率测量键则测量频率；按周期测量键则测量周期；按脉宽测量键则测量脉宽；按占空比测量键则测量占空比。
设计要求1、以上课题为题，学生也可以自拟课题；2、编程语言：汇编或C51；3、计算机打印《单片机技术》课程设计说明书一份；4、设计时间：一周；5、实物制作；6、人员分组：四人一组四实物。
六、《单片机技术》课程设计说明书正文主要内容参照“《单片机技术》课程设计说明书正文主要内容”文件。
七、《单片机技术》课程设计说明书书写规范格式参照“《单片机技术》课程设计说明书书写规范格式”文件。
八、参考资料单片机原理及应用：基于Keil及Proteus/周淇，周旭欣主编.--北京：北京航空航天大学出版社，2014.1。
摘要本课程设计是一个基于单片机技术的数字频率计。
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。
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。
基于c语言单片机数字频率计课程设计
课程设计报告课程名称：单片机课程设计报告题目：数字频率计学生姓名：所在学院：专业班级：学生学号：指导教师：2013 年12 月25 日课程设计任务书摘要以ATME单片机为核心，利用单片机的外部中断、定时器的计数模式和定时器的功能对信号发生器产生的脉冲频率进行计数。
且可以根据频率的不同，单片机控制选择测周法或者测频法对产生的脉冲波形进行计数，以进行更加精确的频率测量。
而且可以通过按键来进行频率测量方法的选择。
关键词：数字频率计；测频发；测周法；单片机目录、概述、方案论证1．总体方案2.测量方案选择 (2)三、硬件设计 (2)1.系统功能描述 (2)2.硬件电路设计方框 (3)3 •单片机各部分电路 (3)四、软件设计 (4)1.测频发 (4)2•测周法 (4)3•主程序流程图设计 (5)4. 程序设计 (14)五、课程与心得14六、参考文献15一、概述数字频率计是采用数字电路制成的实现对周期性变化信号的频率的测量。
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。
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，精度高，显示直观，所以经常要用到数字频率。
二、方案论证1总体方案本次设计包含硬件设计与软件设计两部分，根据设计任务要求，采用 AT89S52单片机，配置时钟电路，复位电路构成单片机最小系统，配置前置放大电路，人机对话通道中的键盘，数码管显示，从而构成设计要求的单片机应用测频系统，其结构框图如下图1-1所示：前置放大整形数码管显示键盘电路图1结构框图2.测量方案选择方案一：直接测频法。
直接测频法是把被测频率信号经脉冲形成电路后加到闸门的一个输入端，只有在闸门开通时间T (以秒计)内，被计数的脉冲被送到十进制计数器进行计数。
单片机的频率计设计(设计)
目录一、引言01.1 数字频率计的发展和意义01.2 数字频率国内外的发展形势0二、系统总体设计22.1 系统设计要求22.2 测频方法22.3 系统设计思路22.4 系统设计框图3三、系统硬件设计33.1 单片机模块33.1.1 AT89C52介绍 (3)3.1.2 单片机引脚分配 (4)3.1.3 复位电路 (4)3.1.4 定时/计数器 (5)3.2 电源模块63.2.1 电源变压器 (6)3.2.2 整流电路 (6)3.2.3 滤波电路 (7)3.2.4 稳压电路 (7)3.2.5 电源模块原理图 (8)3.3 放大整形模块83.3.1 与非门74LS00 (8)3.3.2 放大整形模块原理图 (9)3.4 分频模块93.4.1 分频器74LS161芯片 (9)3.4.2 多路选择器74LS151芯片 (10)3.4.3 分频模块原理图 (10)3.5 显示电路113.5.1 频率数值显示电路 (12)3.5.2 频率数值单位显示电路 (12)四、系统软件设计124.1 开始134.2 初始化模块134.3 频率测量模块和量程自动切换模块134.4 显示模块144.5 延时模块15五、数字频率计仿真155.1 电源模块仿真155.2 放大整形电路仿真165.2.1 仿真软件 MULTISIM 10.0仿真整形电路 (16)5.2.2 仿真放大整形电路 (17)5.3 频率计仿真185.3.1 用KEIL软件 (18)5.3.2 使用软件Proteus仿真频率计 (18)5.3.3 频率计仿真运行调试 (20)六、结论错误！未定义书签。
参考文献错误！未定义书签。
致谢错误！未定义书签。
附录A错误！未定义书签。
程序源代码错误！未定义书签。
附录B错误！未定义书签。
仿真效果图错误！未定义书签。
基于单片机的数字频率计一、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。
单片机课程设计(数字频率计)
单片机原理和使用课程设计报告一、任务技术指标根据单片机课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计一个数字频率计，以加深对单片机知识的理解，本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计。
利用单片机的定时器和计数器实现对方波信号的频率测量，闸门时间可选0.1秒、1秒、10秒，采用六位LED显示测量的频率。
二、总体设计思想1、基本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。
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并不和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。
2、系统框图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。
三、具体设计1.总体设计电路图3频率计原理图2.模块设计(1)、硬件系统构成：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。
频率计——单片机课程设计
频率计摘要数字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。
设计中应用单片机的数学运算和控制功能，通过AT89C52内部存储程序进行软件计数，对输出进行控制。
在单片机应用系统中利用C语言编程具有一定的优点，本次课程设计介绍了C语言实现数字频率计的软件设计以及硬件电路。
全部软件编程不是采用常规的汇编语言，而是利用C语言强大的浮点运算能力，实现频率计的软件设计，因此提高了频率计的测量精度，具有一定的实用价值。
本次课程设计通过在Keil环境中用C语言编程，并在Protues中设计电路进行仿真测试，实现了频率计在信号1Hz~500kHz频率段的测试，误差较小，与输入信号源的频率相近。
最后通过LCD显示模块显示出信号频率。
同时还利用AD0808进行对源信号模数转换，得到信号的最大值。
关键词：频率测量单片机C语言频率计目录摘要 (1)关键词：频率测量单片机C语言频率计 (1)绪论（或前言） (3)1、课程设计的主要内容 (4)2、单片机的种类、用途、发展历史、基本工作原理、常规用法、组成最小系统的硬件设计方法 (5)2.1.1主流单片机简介 (5)2.1.2单片机的用途 (6)2.1.3 单片机的历史 (6)2.1.4单片机基本工作原理 (7)2.1.5单片机组成最小系统的硬件设计方法 (7)2.2接口电路的特点、分类及设计方法 (7)2.3课题的设计思路、实施方法 (8)2.4硬件设计：系统电路图、关键元器件的性能、参数及外形封装等 (9)2.5软件设计：包括程序流程框图、源代码（汇编或C语言），典型程序要求加注释 (11)2.5.1程序流程图: (11)2.5.2C程序源代码： (11)见附件 (11)2.6设计测试结果： (11)3、总结 (12)附件： (14)绪论（或前言）数字频率计在电子、通讯的领域中的实验、研究开发、生产用途非常广泛，它可以由逻辑电路组成，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；传统的频率计通常采用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使用。
单片机数字频率计(课程设计)
电子计数式测量频率有以下几种方法： （1）脉冲数定时测频法（M法）：记录在确定时间里待测信号的脉冲个数。其特点是： 测量方法简单；测量精度与待测信号频率和门控时间有关，当待测信号频率较低时，误 差较大。 （2）脉冲周期测频法（T 法）：在待测信号的一个周期里记录标准信号频率变化次数。 此法低频检测时精度高，但高频检测时误差较大。 （3）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。其特点是待测信号 脉冲间隔减小，间隔误差降低；低频测量精度比M法高A倍，但控制电路较复杂。 （4）脉冲数分频测频法（AT法）：此法是为了提高T法高频测，所以可通过A分频使待测信号的周期 扩大A倍。其特点是高频测量精度比T法高A倍；但控制电路也较复杂。 （5）脉冲平均周期测频法（M/T法）：此法是在闸门时间内，同时用两个计数器分别
方案三在设计方法、硬件电路的实现上都要比方案一和方案二简洁、新颖，而且采 用可编程逻辑器件（PLD）的 EDA 技术也是现代电子产品开发的方向，应用这种技术来 实现数字频率计的设计是可行的。但从系统设计的要求上看，要能实现测量频率是 200HZ～20KHZ 的范围，以频率下限 200HZ 为例，要达到误差小于 5％的目的而使用直接 测频的方法是不现实的，而采用带有运算器的单片机则可以很容易地解决这个问题，实 现设计要求。另外由于使用了功能较强的 P89V51RD2FN 芯片，使本系统可以通过对软件 改进而扩展功能，提高测量精度，因此我们选用方案四，采用单片机作为核心控制系统 的具体实施方案。
和占空比。
4.2 硬件部分设计
数字频率计课程设计
数字频率计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字频率计的基本原理，掌握其工作流程和计算方法。
2. 学生能掌握频率、周期、频率分辨率等基本概念，并运用这些概念分析实际问题。
3. 学生能通过实际操作，学会使用数字频率计进行频率测量，并准确读取数据。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字频率计电路，提高动手实践能力。
2. 学生能够运用频率测量方法，解决实际生活中的问题，培养解决问题的能力。
3. 学生能够通过小组合作，进行数字频率计的搭建和调试，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习数字频率计，培养对电子技术的兴趣，激发创新精神。
2. 学生在学习过程中，养成积极思考、主动探究的良好学习习惯。
3. 学生能够认识到数字频率计在实际应用中的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：六年级学生具有一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践，但需加强对理论知识的学习。
教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，关注学生的个体差异，提高学生的实践能力和综合素质。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 频率、周期、频率分辨率等基本概念及其相互关系；- 数字频率计的原理、工作流程和计算方法；- 数字频率计的电路组成和功能。
2. 实践操作：- 数字频率计的搭建与调试；- 频率测量方法及其在实际生活中的应用；- 小组合作进行数字频率计电路设计与优化。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：回顾频率、周期等基本概念，介绍数字频率计原理及计算方法；- 第二课时：分析数字频率计的电路组成和功能，进行电路搭建与调试；- 第三课时：学习频率测量方法，开展实践操作，解决实际问题；- 第四课时：小组合作，设计并优化数字频率计电路，展示与交流。
单片机的数字频率计的方案设计大学课程方案设计
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I/O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I/O功能及较好的结构兼容性方向发展。
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单片机课程设计学生姓名：学号：在班编号：学院：电气与电子工程学院专业：题目：数字频率计设计指导教师：吴翔老师2013年01月08日摘要本方案主要以单片机为核心，主要分为时基电路，复位电路，显示电路三大部分，设计以单片机为核心，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。
本频率计设计简洁，便于携带，扩展能力强，适用范围广。
[关键词]单片机，AT89C51,运算，频率计，LED数码管。
前言在电子测量领域中，频率测量的精确度是最高的，可达10—10E-13数量级。
因此，在生产过程中许多物理量，例如温度、压力、流量、液位、PH 值、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，然后用数字频率计来测量，以提高精确度。
国际上数字频率计的分类很多。
按功能分类，测量某种单一功能的计数器。
如频率计数器，只能专门用来测量高频和微波频率；时间计数器，是以测量时间为基础的计数器，其测时分辨力和准确度很高，可达ns数量级；特种计数器，它具有特种功能，如可逆计数器、予置计数器、差值计数器、倒数计数器等，用于工业和白控技术等方面。
数字频率计按频段分类 (1)低速计数器：最高计数频率＜10MHz； (2)中速计数器：最高计数频率10—100MHz； (3)高速计数器：最高计数频率＞100MHz； (4)微波频率计数器：测频范围1—80GHz或更高。
单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。
单片机的潜力越来越被人们所重视。
特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促使单片机性能的发展。
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数字频率计设计的任务与要求............................... - 1 -2 数字频率计总体方案设计 (2)2.1方案选择 (2)3 数字频率计的硬件系统设计 (3)3.1 数字频率计的硬件系统框架 (3)3.2 数字频率计的主机电路设计 (4)3.3数字频率计显示电路的设计 (8)4 数字频率计软件系统设计 (10)4.1中断控制 (10)4.2定时器/计数器 (10)4.2.1定时工作方式0 (10)4.3程序流程图设计 (10)4.3.1主程序流程 (10)4.3.2 中断流程 (10)5 数字频率计的仿真调试 (16)5.1数字频率计的仿真调试 (16)心得体会 (17)参考文献 (18)附录1 proteus仿真图 (19)附录2 汇编源程序 (20)1 绪论1 绪论1.1课题背景在电子技术中，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。
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一秒。
闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则每测一次频率的间隔就越长。
闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。
数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，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。
1.2 课题研究的目的和意义单片机数字频率计以其可靠性高、体积小、价格低、功能全等优点，广泛地应用于各种智能仪器中，这些智能仪器的操作在进行仪器校核以及测量过程的控制中，达到了自动化，传统仪器面板上的开关和旋钮被键盘所代替，测试人员在测量时只需按需要的键，省掉很多烦琐的人工调节，智能仪器通常能自动选择量程，自动校准。
有的还能自动调整测试点，这样不仅方便了操作，也提高了测试精度。
1.3数字频率计设计的任务与要求单片机控制的数字频率计1.测频范围：0KHZ-2000KHZ。
2.输入波形：函数信号发生器输出方波，矩形波，幅度为5V，能产生所需频率的脉冲信号。
3.测量误差：≤1。
2 数字频率计总体方案设计2 数字频率计总体方案设计2.1方案选择方案：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法把测出的数据送到数字显示电路显示。
其原理框图如图2.1所示：图2.1 方案一原理框图方案的核心是单片机，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试能自动选择测试的量程。
价格便宜，所以选此方案。
调试程序 信号源输入 单片机AT89c51 电路数字 显示 电路3 数字频率计的硬件系统设计3.1 数字频率计的硬件系统框架数字频率计是一个将被测频率显示出来的计数装置，它主要由单片机89C51、LED 显示器、电源等组成。
该系统的功能是将信号输入P3.4口，通过单片机程序控制，对LED 显示器进行段控和位控，实现动态显示。
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。
在进行有关电子技术的设计、安装、调试过程中会被经常使用到。
图3-1为数字频率计方案框图。
图3-1为数字频率计方案框图。
信号源输入 AT89C 51 单片机 LED 显示器3.2 数字频率计的主机电路设计1．89C51芯片介绍许多由关硬件设计中都使用到单片机89C51，其功能[7]比以往的单片机强大的多。
89C51引脚图如图3-2所示。
图3-2 89C51引脚图芯片引脚功能：主电源引脚Vcc和VssVcc（40脚）：接＋5V电压；Vss（20脚）：接地。
RST：复位输入。
当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
WDT 溢出将使该引脚输出高电平，设置SFR AUXR的DISRT0 位（地址8EH）可打开或关闭该功能。
DISRT0位缺省为RESET输出高电平打开状态。
ALE／PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。
即使不访问外部存储器，ALE 仍以时钟振荡频率的1／6 输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。
要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。
对F1ash存储器程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。
该位置位后，只有一条M0VX和M0VC指令ALE才会被激活。
此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 无效。
PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S51 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。
当访问外部数据存储器，没有两次有效的PSEN信号。
EA／VPP：外部访问允许。
欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H－FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。
需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。
如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。
F1ash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程电压vpp。
XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I／0口，也即地址／数据总线复用口。
作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“l”可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在F1ash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
P1口：是一个带内部上拉电阻的8位双向I／O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口写“l”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。
作输入口使用时，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一个电流（IIL）。
Flash 编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。
其引脚功能表如表3.1所示。
表3.1 P1口引脚功能表端口引脚第二功能P1.5MOSI（用于ISP编程）P1.6MISO（用于ISP编程）P1.7SCK（用于ISP编程）P2 口：P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I／O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL逻辑门电路。
对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，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一个电流（IIL）。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。
在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@Ri 指令）时，P2 口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。
Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。
P3 口：P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I／0 口。
P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL逻辑门电路。
对P3口写入“l”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。
P3口除了作为一般的I／0口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。