简易数字频率计的设计_毕业设计论文
【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。
毕业设计简易数字频率计的设计
毕业论文论文题目简易数字频率计的设计系部电信工程学院专业通信技术班级09通信技术2班姓名于银玲指导教师刘丽华2020年4 月1. 引言 (1)2. 数字频率计方案设计 (1)2.1 测量频率的方案分析 (1)2.2 本次设计采纳的方案 (2)3. 设计原理分析(硬件部份) (2)3.1 信号放大整形电路 (3)3.2 分频电路 (3)3.3 四选一电路 (3)3.4 51单片机部份 (4)3.5 显示电路 (4)4. 系统程序设计(软件部份) (5)4.1 测频软件实现原理 (5)4.2 软件流程图 (5)4.3 系统的仿真和调试 (6)4.4 系统的改善 (6)5. 总结与体会 (6)参考文献 (7)附录一:系统整体电路图 (8)附录二:系统整体程序.................................................................... 错误!未定义书签。
简易数字频率计的设计一摘要在电子技术中,频率是最大体的参数之一,而且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分紧密的关系,因此频率的测量就显得更为重要。
测量频率的方式有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、利用方便、测量迅速,和便于实现测量进程自动化等优势,是频率测量的重要手腕之一。
电子计数器测频有两种方式:一是直接测频法,即在必然闸门时刻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。
直接测频法适用于高频信号的频率测量,间接测频法适用于低频信号的频率测量。
传统的频率计通常采纳组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成,产品不但体积较大,运行速度慢,而且测量范围低,精度低。
因此,随着对频率测量的要求的提高,传统的测频的方式在实际应用中已不能知足要求。
因此咱们需要寻觅一种新的测频的方式。
随着单片机技术的进展和成熟,用单片机来做为一个电路系统的操纵电路慢慢显示出其无与伦比的优越性。
因此本论文采纳单片机来做为电路的操纵系统,设计一个能测量高频率的数字频率计。
毕业设计124数字频率计的设计
淮阴师范学院毕业设计物理系电子信息科学与技术专业课题名称数字频率计的设计学生姓名学生班级指导老师起讫日期 2004 .12 .1 — 2005 .4 .72005年4月7日摘要:利用等精度测量原理实现了频率的测量。
并介绍了一种进行等精度数字测量频率的硬件实现方案。
该方法简单实用,具有较广的使用价值。
关键词:数字频率计;函数信号发生器;闸门时间Abstract: A digital frequency meter designed by using equal precision measurement, have realized the frequency measurement. It introduces the hardware construction method of equal precision digital measurement frequency. This method is easy and convenient.Keywords: Digital frequency meter; Function signal generator;The interval between the opening and closing of the lock gate目录1 引言 (3)2 设计原理 (4)3 电路分析 (4)3.1 整体电路分析 (4)3.2 单元电路分析 (5)3.2.1 逻辑控制电路 (5)3.2.2 计数器 (7)3.2.3 锁存器 (8)3.2.4 BCD码七段显示译码/驱动器 (9)3.2.5 脉冲形成电路 (10)3.2.6 闸门电路 (12)3.3 整体电路图 (13)4 硬件调试 (15)4.1调试方法与过程 (15)4.1.1脉冲形成电路的调试 (15)4.1.2 时基电路的调试 (15)4.1.3锁存信号电路的调试 (15)4.1.4整体电路的调试 (15)4.2测试仪器与设备 (15)5 测试结果 (15)6心得体会 (15)7 感谢 (16)参考文献 (17)1.引言随着无线电技术的发展与普及,“频率”已成为广大群众所熟悉的物理量。
毕业设计66xx大学论文:简易频率计的设计
目录1、摘要 (2)2、设计要求与任务 (2)3、设计原理 (2)4、设计方案 (2)5、电路总的原理图 (4)6、器件介绍 (5)7、软件程序 (6)8、设计总结 (9)简易频率计的设计摘要:以单片机89C2051为核心,实现单位时间(1s)内周期信号的变化次数。
若在一定时间间隔T内测得周期信号的重复变化次数为N,则其频率为 f=N/T。
一.设计要求1.测量频率范围1Hz~1MHz,量程分为3档,即×1,×10,×100。
2.测量精度分别为:1Hz,10Hz,100Hz。
3.被测信号可以是正弦波、三角波和方波。
4.测量信号幅度0.1 ~10V.5.显示方式为4位十进制数显示。
二.设计原理频率的定义是单位时间(1s)内周期信号的变化次数。
若在一定时间间隔T 内测得周期信号的重复变化次数为N,则其频率为 f=N/T。
三.设计方案1.本方案采用单片机实现,原理框图如下:原理框图1基本原理是,被测信号u x首先经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号,频率与被测信号的频率f x相同。
时钟电路产生时间基准信号,控制计数与保持状态。
当其高电平时,计数器计数;低电平时,计数器处于保持状态,数据送入锁存器进行锁存显示。
然后对计数器清零,准备下一次计数。
五、调试过程1、系统测试仪器及设备:双路跟踪稳压稳流电源DH1718E-5直流稳压电源数字示波器Tektronix TDS1002数字万用表2、测试方法:(1)调试的基本过程先将电路的硬件电路调好调软件部分。
硬件部分:接上电源数码管都不会亮,如果将复位电容C1开路,四个数码管都显示8。
硬件部分没问题后就用WAVE来仿真软件。
软件调好后输入频率,看看误差。
(2)试中发现的问题在调软件的时候发现,数码管显示的数据是错乱的,比如1234HZ,它显示的是3241HZ。
通过该程序它也只能显示4321HZ,这是这个电路的唯一的没有解决的问题,再以后我会继续学习汇编程序,相信会编出来的。
数字频率计毕业论文
数字频率计毕业论文数字频率计是一种用于测量信号频率的仪器,广泛应用于电子工程、通信工程、无线电技术等领域。
它的原理是通过将输入信号与参考信号进行比较,从而得到信号的频率信息。
本文将从数字频率计的原理、应用以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、数字频率计的原理数字频率计的原理基于周期计数法。
它通过将输入信号与参考信号进行比较,并计算两个信号之间的相位差,从而得到信号的频率。
具体来说,数字频率计将输入信号分成若干个周期,并通过计数器记录每个周期的时间。
然后,通过计算每个周期的时间差,即可得到信号的频率。
二、数字频率计的应用数字频率计在电子工程领域有着广泛的应用。
首先,它可以用于测量无线电信号的频率。
在通信工程中,我们经常需要测量无线电信号的频率,以确保信号的稳定性和准确性。
数字频率计能够提供高精度的测量结果,使我们能够更好地了解信号的特性。
其次,数字频率计还可以用于频谱分析。
频谱分析是一种将信号分解成不同频率成分的方法,可以帮助我们了解信号的频率分布情况。
数字频率计可以通过测量信号的频率,为频谱分析提供准确的数据支持,从而帮助我们更好地理解信号的特性。
此外,数字频率计还可以用于音频设备的调试和校准。
在音频工程中,我们经常需要调试和校准音频设备,以确保音频信号的准确性和稳定性。
数字频率计能够提供高精度的频率测量结果,为音频设备的调试和校准提供准确的参考。
三、数字频率计的未来发展方向随着科技的不断发展,数字频率计也在不断演进和改进。
未来,数字频率计有望在以下几个方面得到进一步发展。
首先,数字频率计的测量精度将进一步提高。
随着技术的进步,数字频率计的测量精度将得到进一步提升。
高精度的测量结果将使得我们能够更准确地了解信号的特性,为相关领域的研究和应用提供更可靠的数据支持。
其次,数字频率计的测量范围将进一步扩大。
目前,数字频率计的测量范围通常在几十Hz到几GHz之间。
未来,随着技术的发展,数字频率计的测量范围有望进一步扩大,从而能够满足更广泛的应用需求。
简易数字频率计的设计(可测周期等)
摘要本文对基于单片机的数字频率计系统进行了研究。
首先在绪论中介绍了本课题的课题背景、研究意义及完成的功能。
本系统是以单片机的基本语言C语言来进行软件设计,51的编程语言常用的有二种,一种是汇编语言,一种是C 语言。
汇编语言的机器代码生成效率很高但可读性却并不强,复杂一点的程序就更是难读懂,而C 语言在大多数情况下其机器代码生成效率和汇编语言相当,但可读性和可移植性却远远超过汇编语言,而且C 语言还可以嵌入汇编来解决高时效性的代码编写问题。
综合以上C 语言的优点,我在编写本系统程序时选择了C 语言。
正文中首先介绍了系统的总体设计思路,然后简单描述系统硬件工作原理,且附以系统硬件设计框图;接着具体描述了系统的软、硬件设计,仿真结果,误差分析;最后对本次设计做出了简单的总结、并且提出一些教学建议,文档还附上了本次系统设计的电路原理图、PCB图及元器件清单。
本文撰写的主导思想是软、硬件相结合,以硬件为基础,来进行各功能模块的编写。
关键词:单片机;编程;系统设计ABSTRACTIn this paper, based on single chip digital frequency meter systems were studied.First described in the introduction the subject of this topic background, research significance and complete functions. The system is based on SCM's basic language C language for software design, programming language commonly used in 51 there are two, one is in assembly language, one is the C language. Assembly language code generation highly efficient machine readable, but they are not strong, complex process that is even more difficult to read, while the C language, in most cases, the efficiency of its machine code generation and assembly language equivalent, but readable and portability is far more than assembly language, but can also be embedded in C language compilation to solve the time-sensitive nature of coding problems. To sum up the advantages of C language, I am in the preparation of the system selected C language program. First introduced the system in the body of the overall design idea, and then a brief description of system hardware works, and attached to the system hardware design block diagram; then specifically describes the system's software and hardware design, simulation results, error analysis; Finally, to make this design a simple summary, and some teaching suggestions, the document is also attached to this sub-system design, circuit schematics, PCB drawings and parts lists.This article written by the leading idea is that hardware and software combined with hardware-based, to the preparation of various functional modules.Keywords: microcontroller; programming; system design目录1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 (4)1.1 设计课题任务 (4)1.2 功能要求说明 (4)1.3 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (4)2 设计课题硬件系统的设计 (6)2.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍 (6)2.2 设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局 (6)2.3 设计课题元器件清单 (6)3 设计课题软件系统的设计 (7)3.1 设计课题使用单片机资源的情况 (7)3.2 设计课题软件系统各模块功能简要介绍 (7)3.3 设计课题软件系统程序流程框图 (8)3.4 设计课题软件系统程序清单 (9)4 设计结论、仿真结果、误差分析、教学建议 (15)4.1 设计课题的设计结论及使用说明 (15)4.2 设计课题的仿真结果 (15)4.3 设计课题的误差分析 (17)4.4 设计体会 (17)4.5 教学建议 (17)参考文献 (18)鸣谢 (19)附录1:元器件清单 (20)附录2:电路原理图 (21)附录3:元器件布局图 (22)附录4: PCB图 (23)1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍1.1 课题设计任务设计一个能够测量矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。
数显简易频率计设计论文
学校:淄博职业学院班级: P09电气自动化四班姓名:学号:指导教师:2010年10月目录一. 摘要 (3)二设计内容及要求 (4)三. 设计思路及原理 (5)四. 设计分析 (7)1.时基电路 (7)2.逻辑控制电路 (9)3 译码显示电路 (11)4 计数、译码、显示电路原理电路图 (14)5报警系统 (14)五. 使用的元器件 (16)六.参考文献 (17)七.心得体会 (18)八.附录 (19)一.摘要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.本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。
讲述了数字频率计的工作原理以及其各个组成部分,记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析,到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。
二 .设计内容及要求要求设计一个简易的数字频率计,其信号是给定的脉冲信号,是比较稳定的。
1.测量信号:方波;2.测量频率范围: 1Hz~9999Hz ; 10KHz~9999KHz;3.显示方式: 4位十进制数显示;4.时基电路由 555 定时器及分频器组成, 555 振荡器产生脉冲信号,经分频器分频产生的时基信号,其脉冲宽度分别为: 1s,0.1s;5.当被测信号的频率超出测量范围时,报警.三. 设计思路及原理数字频率计由四部分组成:时基电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、译码、显示电路。
由555 定时器,分级分频系统及门控制电路得到具有固定宽度T 的方波脉冲做门控制信号,时间基准T称为闸门时间.宽度为T的方波脉冲控制闸门的一个输入端B.被测信号频率为fx,周期Tx.到闸门另一输入端A.当门控制电路的信号到来后,闸门开启,周期为Tx的信号脉冲和周期为T的门控制信号结束时过闸门,于输出端C 产生脉冲信号到计数器,计数器开始工作,直到门控信号结束,闸门关闭.单稳1的暂态送入锁存器的使能端,锁存器将计数结果锁存,计数器停止计数并被单稳2暂态清零. (简单地说就是:在时基电路脉冲的上升沿到来时闸门开启,计数器开始计数,在同一脉冲的下降沿到来时,闸门关闭,计数器停止计数.同时,锁存器产生一个锁存信号输送到锁存器的使能端将结果锁存,并把锁存结果输送到译码器来控制七段显示器,这样就可以得到被测信号的数字显示的频率.而在锁存信号的下降沿到来时逻辑控制电路产生一个清零信号将计数器清零,为下一次测量做准备,实现了可重复使用,避免两次测量结果相加使结果产生错误.) 若T=1s,计数器显示fx=N(T时间内的通过闸门信号脉冲个数) 若T=0.1s,通过闸门脉冲个数位N时,fx=10N,(闸门时间为0.1s时通过闸门的脉冲个数).也就是说,被测信号的频率计算公式是fx=N/T.由此可见,闸门时间决定量程,可以通过闸门时基选择开关,选择T大一些,测量准确度就高一些,T小一些,则测量准确度就低.根据被测频率选择闸门时间来控制量程.被测信号频率通过计数锁存可直接从计数显示器上读出.在整个电路中,时基电路是关键,闸门信号脉冲宽度是否精确直接决定了测量结果是否精确.因此,可得出数字频率计的原理框图如下:四.设计分析IVVII1.时基电路其基本电路图如下:J2Key =它由两部分组成:第一部分为555定时器组成的振荡器(即脉冲产生电路),要求其产生1000Hz的脉冲.振荡器的频率计算公式为:f=1.43/((R1+2*R2)*C),因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了R1取430欧姆,R2取500欧姆,电容取1uF.这样我们得到了比较稳定的脉冲。
简易数字频率计的设计
简 易数 字频率计的设计
文/ 廖颖民
— —
一
—
—
‘ ———来自———
—
—
—
时钟 的上升沿触 发工作脉 冲信号。7 4 L S 1 2 3可 完成该部分功能,其脉冲宽度由电路的时间常 成计数器要求的脉冲信号。设计 中采用 的是 由 数决定 ,但为保证系统正常工作,单稳电路产 5 5 5定时器构成 的施 密特触 发器对波形进 行整 生的脉冲宽度不能大于该量程分频器输出信号 形。其工作原理为:当输 入信号电压逐 步升高 的周 期 。 时 ,>施 密特上 的 . 内部触发器 发生翻转 ;当 2 . 5计 数 器 电路 逐步下 降到 < ,电路会再次发生翻转 。施 密特 触发器不仅可将缓变的输入信号转换为边沿陡 计 数器 对经 整形 ( 分 频 ) 后 的 待 测 信 号 峭的矩形波 ,同时在输入信号的上升过程中, 进行脉冲计数 , 计数完毕后送入锁存译码 电路 , 【 关键词 】数字 频率计 时基 电路 闸 门电路 输 出状态转换时对应的输入 电平,与输 入信号 并在 显示器上显示 。电路采用 4位十进制计数 逻 辑 控 制 电路 计 数 器 电路 锁存 译 码 电路 下降过程中输 出状态转换时对应的输入电平数 器 级 联 而 成 ,十 进 制 计 数 器 使 用 7 4 L S 9 0 ,其 值是不 同的 , 亦即存在 所谓的“ 回差 ” 。 利用“ 回 中计数器的清零 由清零脉冲加手动复位开关实 差”可以排 除干扰 的影响 ,得到正确的波 形。 现。 数字 频率 计是用 来测 量频 率 与周期 ,并 2 . 2时基 电路 2 进行计数、测时的重要仪器,在使用上较示波 6锁存译 码 电路 器经 济、便 利,现 已在 许 多领域 得到 广泛 应 时基 电路用 来产 生一个 标准 的时 间信号 锁存 译码 电路 由锁 存器 和译码 器构 成, 用。在产品的研发、实验、生产过程中,许多 以控 制计数器 的计数标准 时间。它可 由定时器 本 设计 采用 C D4 5 1 l来 实现 。C D 4 5 1 1具有锁 情况下并不需要购置贵重的专用测频计数器, 5 5 5构 成 的 多 谐 振 荡 器 、 晶 体 振 荡 器 等 产 生 。 存 、译码和和驱动功能,可直接驱动数码管。 而可灵活采用 自行设计的测频计数电路,这不 由于时钟信 号是控制 计数 器计数 的标准时 间信 若计数器输 出直接接译码显示,则在闸门信号 仅方便工作 需要 、还可 降低成本 。本文论述采 号 , 其 精度 在 很 大程 度上 决 定 了频 率 计 的测 量 为高 电平期 间、频率 的显示将会随着计数值的 用小规模集成块设计数字频率计的方法及相应 精度 。因而要求方波的宽度准确 且稳定。由定 增加而不断变化 。为 防止该现象产生,须在计 电路 ,对于 电子产 品开发 、测试人员具有参考 时器 5 5 5构成的多谐振荡器精度 不高且难 以调 数和 显示之 间加入锁存 。只有当计数器停止计 及应用价值 。 节 ,故本设计采用晶体振荡器经分频获得。设 数后 ( 闸门信 号由高电平变低 电平后 ),才将 计 中时钟 电路采 用 3 2 . 7 6 8 k H z石 英 晶体和 1 4 计 数值锁存 并输 出译码显示 ,锁存信号 由逻辑 1数字频率计测频的基本原理 级 分频 器 C D4 0 6 0构 成 晶 体 振 荡 器 。CD 4 0 6 0 控制电路提供。因 C D4 5 1 1为上升沿锁存 ,低 频 率 的定义 就是周 期性信 号在 单位 时间 内含有 1 4级 的二进 制串行计数 器,可进 行分 电平导通、高 电平保持 ,因而 C D4 5 1 l 的锁存 ( 1 s )内变化 的次数。若在一定 时间间隔 t 内 频 ,3 2 . 7 6 8 k Hz 谐 振 频率 经 内部 1 4级计 数 器 端⑤ 脚接锁存信 号的非端 , 即7 4 L S 1 2 3的④脚 。 测 得这个周期性 信号重复变化的次数 为 n ,则 1 6 3 8 4分 频 后在 CD 4 0 6 0输 出端 可 输 出 2 Hz 这样在跳变的瞬问,锁存器导通,计数 器的数 其 频率可表示为:f - n / t 。本数字频率计 的工作 脉 冲 信 号 , 产 生 脉 冲 宽 度 为 1 s的 方 波 f = l / 值输入锁存器锁存 、并对计数器清零。为防止 原理为:被测信号经放大整形电路转 换成计数 T = I / ( I +I ) = O . 5 Hz 。所 以 2 H z的 信 号 经 两 级 D 显示时出现 闪烁现象,锁存信号的周期必须大 器 所要求 的脉冲信 号, 其频率与被测信号相 同。 触 发器构 成的 四分频可获得 高 电平 为 1 s的脉 于人眼的视觉滞留时间。 时基 电路提供标准 时间信 号 T,其 高电平持续 冲 信号 。D触发器 可 由 7 4 L S 7 4构成 。要注意 时间 =1 s ,当 1 s 信 号到来时 ,闸 门开通 ,被测 在 电路中 C D 4 0 6 0的清零端必须接地 ,否则计 3 设 计 总 结 脉冲信号通过闸门,计数器开始计数 。直到 1 s 数器清零 、同时振荡器停振。 本 简 易数字 频率计 由 多个子 电路 组成, 信 号 结 束 时 闸 门关 闭、 停 止 计 数 ,同 时 保 持 原 2 . 3 闸 门 电路 为保证 电路达到设计的精准度, 电路制作过程 有 的状 态 不 变 。 若 在 闸 门 时 间 1 s内 计 数 器 记 中要注意对元器件兼容性 的检查 ,电路制作完 得 的脉冲 个数为 N,则被测 信号频率 = NHz 。 闸 门电路用 来控 制计 数时 间, 由一个与 成后还应使用示波器等仪器对其进行必要的检 逻辑控制电路的作用有 二: 非门构成。与非门的一端 由时基 电路提供 的秒 查 调 试 。 ( 1 )产生锁 存脉冲 ,使 显示器上 的数 字 脉冲输入,另一端由待测 信号整 形后输 入。电
数字频率计的设计 毕业设计论文
数字频率计的设计摘要:本论文是一种直接用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波的频率,而且还可以测量其它各种单位时间内变化的物理量的频率。
该频率计是首先将被测信号变成脉冲信号,其重复频率等于被测频率。
时钟电路提供标准的时间脉冲信号。
闸门电路由标准秒信号进行控制,当闸门信号为高电平时,闸门开通,被测信号的脉冲通过闸门送入计数显示电路进行显示;当闸门信号为低电平时,闸门关断,计数器没有时钟脉冲输出,计数器停止计数。
关键词:频率显示闸门秒信号引言随着无线电技术的发展与普及,“频率”已成为广大群众所熟悉的物理量。
调节收音机上的频率刻度盘可以使我们选听到自己所喜欢的电台节目;调节电视机上的微调旋钮可使电视机对准电视台的广播频率,获得图像清晰的收看效果,这些已成为人们的生活常识。
人们在日常生活、工作中更离不开计时。
学校何时上、下课?工厂几时上、下班等这些都涉及到计时。
频率、时间的应用,在当代高科技中显得尤为重要。
例如,邮电通讯,大地测量,地震预报等等,都与频率、时间密切相关,只是其精密度和准确度比人们日常生活中的要求高得多罢了。
本次设计主要采用计数法制成一个测量范围在0~9999Hz的频率计。
该频率计闸门信号的采样时间为1s,并采用4位数码管显示。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波的频率,而且还可以测量其它各种单位时间内变化的物理量的频率。
一、数字频率计的组成数字频率计电路主要由串联型稳压电源、整形电路、10分频电路、时钟电路、闸门形成及控制电路、计数显示电路等组成。
电路组成框图1-1如下:待测信号整形电路10分频电路闸门形成及控制电路串联型稳压电源时钟电路计数显示电路电路组成框图1-1二、设计所用集成电路简介1.集成电路NE555概述NE555是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路,它常应用于信号的产生与变化、电路的检测与控制。
芯片采用双列直插式封装,有八个管脚。
NE555引脚图2-1和功能如下图2-1引出端功能符号:TR: 置位控置制端,也称电平触发端RD: 复位端,低电平有效Q: 电路的输出端CO: 电压控制端TH: 复位控制端DIS: 放电端Vcc: 电源端GND: 接地脚2.集成电路CD4518概述集成电路CD4518是一个双BCD码加法计数器。
数字频率计的设计毕业设计(论文)
湖南工程职业技术学院HUNAN ENGINEERING POLYTECHNIC 毕业设计(论文)设计(论文)题目:数字频率计的设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日目录第一部分毕业设计(论文)开题报告第二部分设计说明书2013届毕业设计(论文)资料第一部分毕业设计(论文)开题报告湖南工程职业技术学院毕业设计(论文)开题报告(2013届)2013年 5 月18 日料之一,此报告应在导师指导下,由学生填写,将作为毕业设计(论文)成绩考查的重要依据,经导师审查后签署意见生效。
简易数字频率计的设计论文
课程设计(论文)题目名称简易数字频率计的设计学院课程设计(论文)任务书注:1.此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效;2.此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师(签字):学生(签字):xx学院课程设计(论文)评阅表学生xx学号xx系电气工程系专业班级电气工程及其自动化题目名称简易数字频率计的设计课程名称电子技术课程设计一、学生自我总结二、指导教师评定注:1、本表是学生课程设计(论文)成绩评定的依据,装订在设计说明书(或论文)的“任务书”页后面;2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
摘要在电子技术中,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,因此频率的测量显得更为重要。
测量频率的方法有多种,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,即在一定闸门时间测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法,如周期测频法。
本次设计的数字频率计以555为核心,采用直接测频法测频。
数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一,同时也是其他许多领域广泛应用的测量仪器。
数字频率计是在规定的基准时间把测量的脉冲数记录下来,换算成频率并以数字形式显示出来。
数字频率计用于测量信号(方波,正弦波或其他周期信号)的频率,并用十进制数字显示,它具有精度高,测量速度快,读数直观,使用方便等优点。
关键词:数字频率计;频率;时限;放大整形目录Proteus简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 绪论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 数字频率计的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1 主要技术要求. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 3 2.2 电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . 3 2.2.1 设计原理及整体电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2.2 部分芯片功能介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..4 (1)555介绍. .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 (2)74LS273介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 (3)74LS48 介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6)(4)七段LED介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (8)2.2.3 单元电路结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..9 (1)放大整形电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..9 (2)时基电路及控制电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (10)(3)计数电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (10)(4)显示电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113 系统仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 124 设计总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13附录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 致. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Proteus简介Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为风标电子技术)。
简易数字频率计设计论文
课程设计报告设计课题:简易书数字频率计专业班级:学生姓名:学号:指导教师:设计时间:2011年6月20号中文摘要频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。
频率计主要是由信号输入和放大电路、单片机模块、分频模块及显示电路模块组成。
AT89C52单片机是频率计的控制核心,来完成它待测信号的计数,译码,显示以及对分频比的控制。
利用它内部的定时/计数器完成待测信号频率的测量。
在整个设计过程中,所制作的频率计采用外部分频,实现1Hz~1MHz的频率测量,而且可以实现量程自动切换流程。
以AT89C52单片机为核心,通过单片机内部定时/计数器的门控时间,方便对频率计的测量。
其待测频率值使用四位共阴极数码管显示,并可以自动切换量程,单位分别由3个发光二极管指示。
本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计,具有测量准确度高,响应速度快,体积小等优点。
关键词:频率计;单片机;计数器;量程自动切换The design of simple Frequency MeasurementABSTRACTFrequency measurement is the most basic measurement in Electronic field. A simple frequency meter mainly by the signal input and amplifying circuit, microcontroller module, sub-frequency circuit module and display module. AT89S52 MCU is the control core frequency of dollars to complete its count of the signal under test, decoding, display and control of the frequency division ratio. Using its internal timer or counter to complete the signal of the under test cycle / frequency of measurement.Throughout the design process, periodic measurement of the frequency meter application and the corresponding mathematical treatment to achieve 1Hz ~ 1MHz frequency measurements, and can automatically switch the flow to achieve scale. To the core of AT89S52 microcontroller, with the MCU internal timer / counter gate time, it can be easier for frequency measurement. The use of microcomputer technology to design a digital display of frequency meter, have a measurement of high accuracy, fast response, small size and so on.KEY WORD: Frequency meter; single chip; counter; range automatically switch目录第一章前言 (1)1.1频率计概述 (1)1.2频率计发展与应用 (1)1.3频率计设计内容 (1)第二章系统总体方案设计 (2)2.1测频的原理 (2)2.2总体思路 (3)2.3具体模块 (4)第三章硬件电路具体设计 (4)3.1AT89C52主控制器模块 (4)3.1.1 AT89C52的介绍 (4)3.1.2 复位电路及时钟电路 (5)3.1.3 引脚功能 (6)3.1.4 单片机引脚分配................................................. 错误!未定义书签。
毕业论文—数字频率计毕业论文-精品【范本模板】
1绪论1.1研究背景及主要研究意义频率是电子技术领域永恒的话题,电子技术领域离不开频率,一旦离开频率,电子技术的发展是不可想象的,为了得到性能更好的电子系统,科研人员在不断的研究频率,CPU 就是用频率的高低来评价性能的好坏,可见,频率在电子系统中的重要性。
频率计又称为频率计数器,是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器,其最基本的工作原理为:当被测信号在特定的时间段T内的周期个数N时,则被测信号的频率f=N/T。
电子计数器是一种基础测量仪器,到目前为止已有三十多年的发展历史。
早期,设计师们追求的目标主要是扩展测量范围,再加上提高测量精度、稳定度等,这些也是人们衡量电子计算机的技术水平,决定电子技术器价格高低的主要依据。
目前这些技术日臻完善,成熟。
应用现代技术可以轻松地将电子计数器的频率扩展到微波频段。
1。
2数字频率计的发展现状随着科学技术的发展,用户对电子计数器也提出了新的要求。
对于低档产品要求使用操作方便,量程(足够)宽,可靠性高,价格低。
而对中高档产品,则要求有较高的分辨率,高精度,高稳定度,高测量速率;除通常通用计数器所具有的功能外,还要有数据处理功能,统计分析功能等等,或者包含电压测量等其他功能。
这些要求有的已经实现或者部分实现,但要真正地实现这些目标,对于生产厂家来说,还有许多工作要做,而不是表面看来似乎发展到头了。
由于微电子技术和计算机技术的发展,频率计都在不断地进步着,灵敏度不断提高,频率范围不断扩大,功能不断增加。
在测试通讯、微波器件或产品时,通常都市较复杂的信号,如含有复杂频率成分、调制的含有未知频率分量的、频率固定的变化的、纯净的或叠加有干扰的等等.为了能正确的测量不同类型的信号,必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。
微波技术器一般使用类型频谱分析仪的分频或混频电路,另外还包含多个时间基准、合成器、中频放大器等。
虽然所有的微波计数器都是用来完成技术任务的,但各自厂家都有各自的一套复杂计数器的设计、使得不同型号的技术其性能和价格会有所差别,比如说一些计数器可以测量脉冲参数,并提供类似与频率分析仪的屏幕显示,对这些功能具有不同功能不同规格的众多仪器,我们应该视测试需要正确的选择以达到最经济和最佳的应用效果。
数字频率计设计毕设论文
摘要摘要数字频率计是一种基本的测量仪器。
它被广泛应用于航天、电子、测控等领域,还被应用在计算机及各种数学仪表中。
一般采用的是十进制数字,显示被测信号频率。
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坏的物理量。
由于其使用十进制数显示,测量迅速精确,显示直观,所以经常被用来使用。
本文主要介绍数字频率计的设计和调试,本作品是基于STC89C52单片机作为平台,基本原理是通过STC89C52单片机进行频率的采集和分析工作,在通过程序使其显示在LCD1602的液晶显示屏上,通过液晶显示屏,让使用者能够直观的看到当前的输入频率是多少。
由于STC89C52单片机只能处理数字信号因此系统需要先把信号放大成方波信号,再通过施密特触发器整形方波,又由于单片机能处理的频率有限,所以这次我们先用74HC390芯片对输入的信号进行了分频,使其降低了100倍,才送去给单片机处理,如果频率高于200KHZ的时候就计算分频后的频率,得到数据再换算成真实的频率。
关键字:单片机,LCD显示屏,分频器ABSTRACTABSTRACTDigital frequency meter is a basic measuring instruments. It is widely used in aerospace, electronics, measurement and control, etc., it is also used in computer and mathematical instrument. Generally using a decimal number, it displays the signal frequency. The basic function is to measure sinusoidal signal, square-wave signal, and various other units within the time deterioration of physical quantities. Due to the use of decimal display, rapid measurement precision, intuitive display, it is often used to use.This paper describes a digital frequency meter design and debugging, the present work is based STC89C52 microcontroller as a platform, the basic principle is the collection and analysis of the operating frequency through STC89C52 microcontroller, through the program to display on the LCD1602 LCD screen, the LCD display, allowing users to visually see the current input frequency is.Since only single-chip digital signal processing STC89C52 so the system need to put a square wave signal is amplified signal, and then through the Schmitt trigger shaping a square wave, but also due to the limited frequency microcontroller can handle, so this time we will start with 74HC390 chip input The signal is a frequency, it reduces by 100 times, was sent to the microcontroller processing frequency if the frequency is higher than the frequency aft er 200KHZ when it calculated to obtain the data and then converted into real frequency.Keywords:microcontroller, LCD display, divider.目录第1章整体框架 (1)1.1课题任务 (1)1.2课题要求 (1)1.3研究意义 (1)第2章设计方案 (3)2.1硬件部分 (3)2.1.1主控模块 (3)2.1.2 LCD液晶显示器模块 (7)2.1.3主控模块的选型和论证 (9)2.1.4显示模块的选型和论证 (9)2.1.5放大电路的选型和论证 (10)2.2软件部分 (10)2.2.1软件工具介绍 (10)2.2.2模块流程图 (11)第3章实现功能 (13)3.1实现功能描述 (13)3.2电路设计 (13)3.2.1主控模块 (14)3.2.2 LCD液晶显示器 (14)3.2.3三极管放大电路设计 (15)3.2.4整形模块设计 (16)3.2.5分频模块设计 (17)3.3软件设计 (19)3.3.2系统软件总体设计 (20)第4章调试与实现 (22)4.1调试中遇到的重点与难点 (22)4.1.1硬件调试 (22)4.1.2软件调试 (22)4.2解决方案 (22)4.3实现展示(附上仿真图或实物照片) (23)第5章总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)第1章整体框架第1章整体框架1.1课题任务本系统设计制作一个基于单片机的频率计。
(完整版)简易数字频率计毕业课程设计论文
摘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,此时我们称基础时间为1秒。
基础时间也可以大于或小于一秒。
基础时间越长,得到的频率值就越准确,但基础时间越长则没测一次频率的间隔就越长。
基础时间越短,测的频率值刷新就越快,但测得的频率精度就受影响。
本文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。
关键词:数显、频率计、时基、protues仿真、555构成多谐振荡器简易数字频率计的设计数字频率计是直接用十进制数字来显示被测量信号频率的一种测量装置,它不仅可以测量正弦波、方波、三角波和尖端冲信号的频率,而且还可以测量它们的周期。
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为 N ,则其频率可表示为 f=NT 。
原理框图中,被测信号 Vx经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号Ⅰ,其频率与被测信号的频率fx相同。
时基电路提供标准时间基准信号Ⅱ,其高电平持续时间t1=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信号结束时闸门关闭,停止计数。
若在基础时间1S内计数器计得的脉冲个数为N,则被测信号频率fx=NHz。
逻辑控制电路的作用有两个:一是产生锁存脉冲Ⅳ,使显示器上的数字稳定;二是产生“0”脉冲Ⅴ,使计数器每次测量从零开始计数。
1.电路设计方案及其论证1-1 ICM7216D构成数字频率计电路图1.1由ICM7216D构成的数字频率计由ICM7216D构成的10MHZ频率计电路采用+5V单电源供电。
高精度晶体振荡器和构成10MHz并联振荡电路,产生时间基准频率信号,经内部分频后产生闸门信号。
输出分别连接到相应数码显示管上。
ICM7216D要求输入信号的高电平大于3.5V,低电平小于1.9V,脉宽大于50ns,所以实际应用中,需要根据具体情况增加一些辅助电路。
数字频率计的设计与实现_毕业论文
摘要:电子信息产业的日新月异,使得信号频率的测量在科研和日常生活中扮演着越来越重要的角色。
传统的频率计大多以逻辑电路和时序电路来实现,运行速度较慢,且测量频率的范围较小。
为了避免上述弊端,本论文设计以AT89S52单片机为控制核心的数字频率计,采用直接测频法,用放大电路、整形电路、单片机和数字显示线路组成的硬件部分来实现。
该方案测频范围满足设计要求。
可测方波、正弦波、三角波,频率范围为1HZ~9999HZ。
关键词:数字频率计 AT89S52单片机测量Abstract:Electronic information industry with each passing day, make the signal frequency measurement playing a more and more important role in scientific research and daily life.Most of traditional frequency meter with logic circuits and sequential circuits to realize, so it run slower and measure the range of measuring frequency is less .In order to avoid these problems, this paper designs the AT89S52 single chip microcomputer as the core of digital frequency meter, the direct frequency measurement method is adopted, with amplifying circuit, shaping circuit and digital display circuit, single-chip computer hardware parts.The scheme frequency measuring range meet the design requirements.Measurable square wave, sine wave, triangle wave, 1 HZ ~ 9999 HZ frequency range.Key words: digital frequency meter AT89S52 single chip microcomputer measurement目录第一章绪论 (1)1.1 频率计的研究背景 (1)1.2 本课题数字频率计的研究内容 (1)第二章直接测频法与间接周期测频法 (1)2.1 数字频率计的原理 (1)2.2 方案比较与论证 (2)2.3设计思路 (3)第三章系统硬件设计 (4)3.1系统设计概述 (4)3.2主芯片模块 (4)3.3放大整形模块 (5)3.4数字显示模块 (7)3.5系统总体原理图 (10)3.6 系统复位电路 (11)第四章系统软件设计 (11)4.1 系统软件框图 (11)第五章系统调试 (13)5.1 硬件调试 (13)5.2 软件介绍 (13)5.3 软件仿真结果 (14)第六章结束语 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (19)第一章绪论1.1 频率计的研究背景频率是电子信息领域的一个基本且重要的参数。
大学毕业设计-简易数字频率计
大学毕业设计-简易数字频率计明达职业技术学院毕业论文(设计)2009-2010学年度信息工程系应用电子技术专业班级应电1班学号45073139课题名称:简易型数字频率计的设计与制作学生姓名:夏雪忠指导教师:陈慕铭2O09年12月25日简易型数字频率计的设计与制作作者:夏雪忠【摘要】本文设计的是一个简易型数字频率计,能够用数字显示的方式显示被测信号的频率。
本设计主要用555定时器产生以一秒为一个脉冲,对被测频率进行输入,保持显示,复位的循环。
这种简易型数字频率计的电路结构简单,工作稳定可靠,成本低。
【关键词】555定时器CD40110 CD4017 数码管目录前言 (3)第一章方案论证 (4)1.1 设计要求 (4)1.2 设计方案 (4)第二章硬件电路的设计 (6)2.1、电源电路的原理 (6)2.1.1 电源的原理框图 (6)2.1.2 电源电路的原理及电源电路图 (7)2.2.单元电路 (7)2.2.1 电源变压器 (7)2.2.2 整流电路 (8)2.2.3 滤波电路 (9)2.2.4 稳压电路 (11)2.3、主电路的设计 (12)2.3.1 频率计的原理图及工作原理 (12)2.3.2 555的功能 (12)第三章电路安装与调试故障分析 (14)心得体会 (15)致谢 (16)参考文献 (16)前言随着微电子技术和计算机技术的迅速发展,电子技术的飞速进步,用数字电路技术实现的自动化控制,例如555定时器,它是一种电路结构简单、使用灵活、用途广泛的多功能电路。
只要外部少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发电路、多谐震荡器等电路。
555定时器的电源电压范围宽,双极型555定时器为5~16V,COMS555定时器为3~18V。
可以提供与TTL及COMS数字电路兼容的接口电平。
555定时器还可以输出一定的功率,可驱动微电机、指示灯、扬声器等。
它的脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电气与电子玩具等领域都有广泛的应用。
频率计毕业设计
频率计毕业设计频率计毕业设计引言:在电子技术领域中,频率计是一种常用的仪器,用于测量信号的频率。
频率计的设计和实现是电子工程师们在毕业设计中常常面临的任务之一。
本文将探讨频率计的毕业设计,包括设计要点、实现方法和应用场景等方面。
一、设计要点频率计的设计要点包括测量范围、精度和稳定性等。
首先,需要确定频率计的测量范围,即能够测量的信号频率范围。
其次,精度是频率计的重要指标之一,决定了测量结果的准确性。
稳定性则涉及到频率计在长时间使用过程中的性能表现,需要考虑温度漂移、零点漂移等因素。
二、实现方法频率计的实现方法有多种,常见的包括计数法、周期法和相位差法等。
计数法是一种基本的实现方法,通过计数信号周期内的脉冲数来计算频率。
周期法则是通过测量信号周期的时间来计算频率。
相位差法则是通过测量信号与参考信号的相位差来计算频率。
三、应用场景频率计广泛应用于各个领域,例如通信、无线电、音频等。
在通信领域中,频率计常用于测量无线电信号的频率,以保证通信设备的正常工作。
在无线电领域中,频率计则用于测量无线电发射和接收设备的频率,以确保其符合规定的频率范围。
在音频领域中,频率计则用于测量音频信号的频率,以调整音响设备的音质。
四、设计实例以下是一个简单的频率计设计实例,以帮助读者更好地理解频率计的设计过程。
1. 硬件设计:选取合适的计数器芯片作为频率计的核心,通过计数器芯片的输入引脚接收待测信号,并通过计数器芯片的输出引脚输出计数结果。
同时,还需要设计适当的电路来保证信号的输入和输出的电平匹配。
2. 软件设计:使用合适的编程语言编写软件程序,通过读取计数器芯片的输出来计算频率。
软件程序需要实现信号的输入和输出的控制,以及频率计算的算法。
3. 测试和优化:在完成硬件和软件设计后,需要对频率计进行测试和优化。
通过输入不同频率的信号,对频率计的测量结果进行比对,以验证其准确性和稳定性。
如果测试结果不理想,则需要对硬件和软件进行调整和优化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
简易数字频率计的设计摘要本文对基于单片机的数字频率计系统进行了研究。
首先在绪论中介绍了本课题的课题背景、研究意义及完成的功能。
本系统是以单片机的基本语言C语言来进行软件设计,51的编程语言常用的有二种,一种是汇编语言,一种是C 语言。
汇编语言的机器代码生成效率很高但可读性却并不强,复杂一点的程序就更是难读懂,而C 语言在大多数情况下其机器代码生成效率和汇编语言相当,但可读性和可移植性却远远超过汇编语言,而且C 语言还可以嵌入汇编来解决高时效性的代码编写问题。
综合以上C 语言的优点,我在编写本系统程序时选择了C 语言。
正文中首先介绍了系统的总体设计思路,然后简单描述系统硬件工作原理,且附以系统硬件设计框图;接着具体描述了系统的软、硬件设计,仿真结果,误差分析;最后对本次设计做出了简单的总结、并且提出一些教学建议,文档还附上了本次系统设计的电路原理图、PCB图及元器件清单。
本文撰写的主导思想是软、硬件相结合,以硬件为基础,来进行各功能模块的编写。
关键词:单片机;编程;系统设计ABSTRACTIn this paper, based on single chip digital frequency meter systems were studied.First described in the introduction the subject of this topic background, research significance and complete functions. The system is based on SCM's basic language C language for software design, programming language commonly used in 51 there are two, one is in assembly language, one is the C language. Assembly language code generation highly efficient machine readable, but they are not strong, complex process that is even more difficult to read, while the C language, in most cases, the efficiency of its machine code generation and assembly language equivalent, but readable and portability is far more than assembly language, but can also be embedded in C language compilation to solve the time-sensitive nature of coding problems. To sum up the advantages of C language, I am in the preparation of the system selected C language program. First introduced the system in the body of the overall design idea, and then a brief description of system hardware works, and attached to the system hardware design block diagram; then specifically describes the system's software and hardware design, simulation results, error analysis; Finally, to make this design a simple summary, and some teaching suggestions, the document is also attached to this sub-system design, circuit schematics, PCB drawings and parts lists.This article written by the leading idea is that hardware and software combined with hardware-based, to the preparation of various functional modules.Keywords: microcontroller; programming; system design目录1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 (4)1.1 设计课题任务 (4)1.2 功能要求说明 (4)1.3 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (4)2 设计课题硬件系统的设计 (6)2.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍 (6)2.2 设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局 (6)2.3 设计课题元器件清单 (6)3 设计课题软件系统的设计 (7)3.1 设计课题使用单片机资源的情况 (7)3.2 设计课题软件系统各模块功能简要介绍 (7)3.3 设计课题软件系统程序流程框图 (8)3.4 设计课题软件系统程序清单 (9)4 设计结论、仿真结果、误差分析、教学建议 (15)4.1 设计课题的设计结论及使用说明 (15)4.2 设计课题的仿真结果 (15)4.3 设计课题的误差分析 (17)4.4 设计体会 (17)4.5 教学建议 (17)参考文献 (18)鸣谢 (19)附录1:元器件清单 (20)附录2:电路原理图 (21)附录3:元器件布局图 (22)附录4: PCB图 (23)1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍1.1 课题设计任务设计一个能够测量矩形波信号的频率、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。
1.2 功能要求说明该数字频率计频率以单片机最小系统为基础,采用独立式键盘及动态显示结构组成。
四个键(分别接于P1.0~P1.3)控制测量,按A键(接P1.0)测频率、按B键(接P1.1)测周期,按C键(接P1.2)测脉宽,按D键(接P1.3)测占空比。
1.3 设计课题总体方案介绍及工作原理说明本设计通过单片机内部定时器0定时1秒,同时被测矩形波输入P3.5(T1)通过计数器1对其进行计数,定时时间一到即可测得矩形波的频率,通过计算频率的倒数即可得到周期。
同时被测矩形波通过P3.3(INT1)输入单片机,1,利用此矩形波启停定时器即可测得矩形波的脉宽。
最后通过周期和脉宽可得占空比,系统总体电路框图如图1.1所示:图1.1 系统整体框图系统工作原理如下:此数字频率计是利用单片机的P3.3(INT1)和P3.5(T1)同时作为被测矩形波信号输入端,且单片机晶振采用12MHZ。
当按1键时测频率,被测矩形波信号从P3.5进入单片机,此时同时启动定时器0和计数器1,定时器0一次定时50ms、定时20次,当定时1s一到立即停止定时计数器,因为晶振为12MHZ,所以此时计数器的计数值即为被测信号的频率;当按2键时测周期,此时先测得被测信号的频率,然后通过T=1/F 可求得被测信号的周期;当按3键时,被测矩形波信号从P3.3(INT1)输入单片机,此时通过被测信号启停定时器1来实现测脉宽,即当被测矩形波为高电平时定时器1启动开始定时,当被测信号一从高电平变为低电平定时器1停止定时,读出定时器的定时值,此值即为被测信号的脉宽;按4键时,先测出被测矩形波信号的周期和脉宽,然后通过占空比等于脉宽比上周期即可得到信号的占空比。
当按键测得相应的数据之后,先对数进行按位处理后再送数码管显示。
2 设计课题硬件系统的设计2.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍复位电路:用于产生复位信号,通过RST引脚送入单片机,进行复位操作。
复位电路的好坏直接影响单片机系统工作的可靠性,单片机的复位电路共有上电复位、按键复位和脉冲复位3种,在本次设计中采用按键复位电路,此电路即可实现按键复位,还可以实现上电复位。
其中上电复位是利用电容充放电来实现的,按键复位则是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通来实现的。
振荡电路:单片机本身是一个复杂的同步时序系统,为了确保同步工作方式的实现,单片机必须有时钟信号,以使其系统在时钟信号的控制下按时序协调工作。
晶振频率时单片机的一项重要技术指标,晶振频率越高,系统的时钟频率就越高,单片机的运行速度也就越快,本次设计所用的晶振频率为12MHZ。
按键电路:单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分别接按键1、2、3、4。
分别用以实现测矩形波的频率、周期、脉宽、占空比,当没键按下时P1.0~P1.3为高电平,有键按下时则为低电平。
在实物制作时因为P1口内部已经集成了上拉电阻,所以下图中的四个电阻可以省略。
显示电路:本次设计显示器采用动态显示方式,用以实现测量值的现实。
驱动电路:用以驱动数码管。
+2.2 设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图本设计的电路原理图、PCB图及元器件布局图分别如附录1~3所示。
2.3 设计课题元器件清单元器件清单如附录4所示。
3 设计课题软件系统的设计3.1 设计课题使用单片机资源的情况定时/计数器的使用:测矩形波频率时使用到了定时/计数器0和定时/计数器1,以及使了定时0中断和计数1中断。
测脉宽时使用到了定时/计数器1和计数1中断。
单片机I/O口的使用:P0口作为数码管的段控码输入端使用;P1口的高4位作为独立式键盘的输入端使用;P2口作为数码管的位控码输入端使用;P3.3和P3.5作为被测矩形波信号的输入端使用。
3.2 设计课题软件系统各模块功能简要介绍系统的软件模块框图如图3.1所示:图3.1 系统软件模块框图各模块功能如下:1、主程序模块:启动显示“P.”,等键按下。
2、显示模块1:显示“P.”。
3、键功能模块:判断那一键按下,然后去执行相应的程序。
4、测频程序模块:测矩形波信号的频率和间接测其周期。
5、测脉宽程序段:测矩形波信号的脉宽,并间接测信号的占空比。
6、显示模块2:显示测得的频率、周期、脉宽值。