基于AT89C51单片机的频率计设计
基于AT89C51单片机实现的数字频率计设计
目录第1章绪论 (2)1.1 摘要 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (2)第2章元器件选型 (3)2.1 主控制器选择 (3)2.2 计时方案选择 (3)2.3 显示方案选择 (3)2.4 扩展接口选择 (4)第3章系统硬件电路设计 (4)3.1 系统原理框图 (4)3.2 时钟电路和复位电路 (5)3.3 基本电路设计 (6)3.4 数码管显示电路设计 (6)3.5 频率发生电路设计 (8)3.6 电源电路设计 (8)第4章程序流程图与源程序 (9)4.1 程序流程图 (9)4.2 主程序 (10)第5章系统功能分析与说明 (13)5.1 频率计的概述 (13)5.2 频率计的工作原理 (13)5.3 设计思想 (13)5.4 软硬件调试 (13)5.5 系统功能分析 (14)第6章课程设计总结 (14)参考文献 (14)附录 (15)第 1 章绪论1.1 摘要本文设计了一种以单片机AT89C51为核心的数字频率计。
介绍了单片机、数字译码和显示单元的组成和工作原理。
测量时，将被测输入信号送给单片机，通过程序控制计数，结果送8279驱动数码管显示频率值。
频率计具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点。
适合测量低频信号。
系统简单可靠、操作简易，能基本满足一般情况下的需求。
既保证了测频精度，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。
【关键字】：频率计、单片机、LED显示1.2 本设计任务和主要内容一、设计题目设计一个频率计，数字显示格式：X X X X。
二、设计内容与要求1、通过定时器计数方式采集频率信号。
2、通过8279在4位数码管上显示频率大小。
三、设计目的1.通过亲身的设计应用电路，将所用的理论知识应用到实践中，增强实践动手能力，进而促进理论知识的强化。
2.通过频率计的设计系统掌握51单片机的应用。
掌握采集频率与数码显示软件编程及硬件设计的方法，掌握根据课题的要求，提出选择设计方案，查找所需元器，设计并搭建硬件电路，编程写入EPROM并进行调试等。
基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究
基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究【基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究】一、引言在现代科技日新月异的今天，单片机作为一种微型计算机，已经被广泛应用于各个领域。
其中，at89c51单片机以其稳定、可靠、易用的特点，成为了广大电子爱好者和专业技术人员的首选。
频率计作为一种常见的电子测量仪器，通过对信号的计数或者对波形的周期进行时间测量，能够准确测量信号的频率。
基于at89c51单片机的频率计设计方法成为了研究的焦点。
二、基本原理1. at89c51单片机简介at89c51单片机是一款典型的8位微控制器，具有4 KB 的内部Flash 可编程存储器。
它集成了许多功能模块，包括定时器、串行总线接口、模数转换器等，非常适合用于频率计的设计。
2. 频率计的基本原理频率计主要通过计数或者时间测量来确定信号的频率。
在基于at89c51单片机的设计中，一般采用定时器/计数器模块来实现频率的测量。
三、设计方法1. 信号输入在频率计的设计中，首先需要考虑的是信号的输入。
可以通过外部引脚的方式输入信号，也可以通过模拟输入口进行信号的输入。
2. 信号计数利用at89c51单片机的定时器/计数器模块，可以很方便地对输入的信号进行计数。
通过对计数值的读取和处理，可以得到信号的频率。
3. 显示输出设计一个合适的显示模块，将测得的频率值以数字或者图形的方式呈现给用户，从而实现频率的测量和显示。
四、关键技术1. 定时器/计数器模块的应用at89c51单片机的定时器/计数器模块是实现频率计的关键。
通过合理的配置和使用，可以实现对复杂信号的准确测量。
2. 中断技术的应用在频率计的设计中，中断技术可以帮助我们实时地对信号进行处理，提高系统的实时性和准确性。
3. 数字滤波技术对于输入的信号，往往存在噪声和干扰，因此需要借助数字滤波技术对信号进行处理，提高测量的精度和稳定性。
五、实际应用基于at89c51单片机的频率计设计方法已经在许多实际应用中得到了广泛的应用。
基于AT89C51的频率计设计
基于AT89C51的频率计设计第一章绪论；随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片；采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量；通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪；1.1频率计的概述；数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产；本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用；1.2频率计的主要性能；1.2.1.测试功能；它表明数字频率计所具备的全部测试第一章绪论随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测量仪器。
频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。
对石英晶体振荡器，各种信号发生器，各种倍频和分频电路输出信号的频率需要测量；广播，电视，电讯，微电子技术等现代化的科学领域，更需要进行频率测量。
采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量仪器，所以按测量原理来分，数字频率计可分为谐振式，比较式和计数式三类；按选用电路形式来分，它又可以分为模拟式和数字式两类。
通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪器，称为数字频率计，有时也称为通用计数器或电子计数器。
当前较多采用的是数字频率计。
计数式频率计是基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字计数技术发展起来的一类新型数字仪器。
与其他电子仪器一样，数字频率计也经历了电子管，晶体管和集成电路等几个阶段，其性能日臻完善，功能不断扩大，若配以适当的插件或传感器，还可以对多种电量和非电量进行测量。
1.1 频率计的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。
基于AT89C51单片机嵌入式频率计的设计
基于AT89C51单片机嵌入式频率计的设计嵌入式频率计是一种用于测量频率的仪器，通常由单片机、显示屏、电源和输入输出接口等组成。
本文将以AT89C51单片机为核心，设计一种基于AT89C51单片机的嵌入式频率计。
首先，我们需要了解AT89C51单片机的特点和基本原理。
AT89C51是一款高性能、低功耗的8位CMOS单片机，具有4KB的闪存和128字节的数据RAM。
该单片机采用经典的8051核心，具备强大的计时/计数功能，适合于频率计的设计。
其次，我们需要确定输入输出接口和显示屏的类型和规格。
对于频率计来说，常用的输入方式有脉冲输入和信号输入，输出方式一般为显示屏或串口输出。
根据实际需求选择适合的输入输出接口和显示屏类型。
接下来，我们需要编写程序来实现频率计的功能。
首先，通过配置单片机的IO口为输入或输出，将脉冲输入连接到IO口上。
利用单片机的计时/计数功能，统计脉冲的数目，并将其转换成频率值。
然后，将频率值显示在显示屏上，以便用户查看。
在编写程序时，需要考虑到时钟频率和计数器的精度。
可以通过设置单片机的时钟频率，提高计数的精度。
同时，还可以根据实际情况选择合适的计数器，以适应不同的频率范围。
此外，还可以增加一些附加功能，如保存测量结果、设置警报阈值等。
通过设置相应的变量和标志位，可以实现这些功能，并通过显示屏或串口输出进行反馈。
最后，我们需要进行硬件连接和软件开发。
将单片机与显示屏、输入输出接口等相连，进行适当的调试和测试。
在开发过程中，需要注意硬件和软件的一致性，并及时修正错误和缺陷。
总之，基于AT89C51单片机的嵌入式频率计是一种简单而实用的测量仪器。
通过合理的硬件设计和软件开发，可以实现准确、稳定的频率测量，并具备一定的附加功能。
这种频率计不仅适用于实验室、工厂和仪表等领域，还可以用于学习和教育等用途。
实验报告基于AT89C51的液晶显示频率计的设计
本科学生单片机课程设计报告题目基于单片机的频率计设计姓名学号201218033院（系）工程与设计学院专业、年级应用电子技术教育 2012级指导教师杨进宝课程设计成绩评定表实评总分指导教师签名引言在设计单片机和数字电路时经常需要测量脉冲个数、脉冲宽度、脉冲周期、脉冲频率等参数,虽然使用逻辑分析仪可以很好地测量这些参数,但其价格昂贵。
且实现测量的数字化、自动化、智能化已成为各类仪器仪表设计的方向,这里介绍一种用单片机控制的、全自动、数字显示的测量频率的方法。
频率计是我们在电子电路试验中经常会用到的测量仪器之一，它能将频率用数码管或液晶显示器直接显示出来，给测试带来很大的方便，使结果更加直接；且频率计还能对其它多种物理量进行测量，如机械振动的频率、声音的频率等，都可以先转变成电信号，然后用频率计来测量，研究频率计的设计与制作将会对我们的生活有很大意义。
现代的频率计多是用数码管显示的，其结果不明确，表示也不直接，研究液晶显示的频率计对频率计的发展很有意义。
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，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。
因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。
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。
它被广泛应用于航天、电子、测控等领域。
数字式频率计是基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字电路技术发展起来的一种新型的数字测量仪器。
由于数字电路的飞速发展，数字频率计的发展也很快。
在电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。
数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高了系统的可靠性和速度。
纵观现在的数字频率计，其基本原理都是相同的，频率是单位时间（1S）内信号发生周期变化的次数。
基于89C51单片机的可自选量程的数字频率计设计
1 引言单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度[1]。
51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和皮鞭接受及应用，51系列单片机还会在继后很唱一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高速发展的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用时非常重要的。
随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。
推动该潮流迅猛发展的引擎上日趋进步和完善的设计技术。
目前数字频率计的设计可以直接面向用户要求，根据系统的行为和功能要求，自上至下的逐层挖不出个办法相应的描述、综合、优化、仿真与验证，知道生成期间。
上述设计过程除了系统行为和功能描述以外。
其余所有的设计过程几乎都可以用计算机来自动的完成，也就是说做到了电子设计自动化（EDA）。
这样做可以大大地缩短系统的设计周期，以适应当今品种多，批量下的电子市场的需求，提高产品的竞争能力。
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）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用汇编语言。
将使整个系统大大简化。
提高整体的性能和可靠性。
本文用汇编语言在CPLD器件上实现一种8 b数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，不仅能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。
具有体积小、功耗低等特点。
2 系统概述2.1 数字频率计的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。
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。
基于单片机的频率计设计
基于单片机的频率计设计摘要：本文所要介绍的是以单片机89C51为核心设计了一种频率计。
在本文的设计当中，所应用到的是单片机的数学运算以及控制的功能，是对测量量程自动切换的一种实现，不单单能够满足测量精度的要求，而且还能够满足系统反应时间的一个要求。
代写论文关键词：单片机89C51；频率计设计引言：在工业生产、仪器仪表行业及实验教学中，经常会遇到频率的测量，我们经常使用的及目前市场上所售的频率测量装置，大多数是采用小规模集成电路及分离元件组成。
在现代电子学的各个领域，要求频率计精度高且能够直接读出频率值。
频率计由AT89C51、信号予处理电路、串行通信电路以及测量数据的显示电路还有系统软件所构成的，在当中信号的予处理电路包含了待信号放大、波形变换、波形整形以及分频电路。
信号的予处理电路当中的放大器所实现的是对待测信号的一个放大的功能，能够降低对待测信号的幅度的一个要求，波形的变换和整形电路实现将正弦波样的一个正负交替的号波形转换成为能够被单片机所接受的一个信号，分频电路所用于扩展的单片机的频率测量范围并且通过实现单片机频率测量以及周期测量使用统一的一个输入的信号。
系统的软件柏阔有测量初始化的模块、显示的模块以及信号频率测量的模块等等。
一、相关处理方法以AT89C51单片机作为我们频率计的核心，通过它内部的一个定时计数器来进行对待测信号周期的一个测量。
在89C51当中有2个16位的定时器，它们都是通过编码来进行事先定时、计数以及产生计数溢出中断要求的这一功能。
在构成定时器到时候，每一个机器的周期加上一，然后这样就能够使得机器周期作为一个基准从而来测量出一个时间的间隔。
然而在构成计数器的时候，就应当在相应的外部引脚发生一个从一到零的一个跳变时计数器加一，这样计数的闸门就能够在门的控制之下用来测量待测信号的一个频率。
在外部输入每个及其周期进行采样一次，这样子就能够检测出从一到零的跳变至少要两个及其的周期，所以说最大的计数速率是时钟频率的二十四分之一。
采用AT89C51单片机的数字频率计设计
采用A T89C51单片机的数字频率计设计编辑：D z3w.C o m文章来源：网络我们无意侵犯您的权益,如有侵犯请[联系我们]采用A T89C51单片机的数字频率计设计概述：设计一种以单片机A T89C51为核心的数字频率计，介绍了单片机、数字译码和显示单元的组成及工作原理。
测量时，将被测输入信号送给单片机，通过程序控制计数，结果送译码器74-L S145与移位寄存器74L S164，驱动L E D数码管显示频率值。
通过测量结果对比，分析了测量误差的来源，提出了减小误差应采取的措施。
频率计具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点，适合测量低频信号。
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，因此频率计在教学、科研、测量仪器、工业控制等方面都有较广泛的应用。
测量频率的方法有多种，其中电子计数测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
本设计就是用计数的方法，以单片机A T89C51为控制核心，充分利用其软硬件资源，设计并制作了频率计的计数、显示部分。
1测频设计原理频率计测频原理方框图如图1所示。
被测输入信号通过脉冲形成电路进行放大与整形(可由放大器与门电路组成)，然后送到单片机入口，单片机计数脉冲的输入个数。
计数结果经L E D 数码管显示，从而得到被测信号频率。
2元器件选择与使用2．1单片机选择单片机A T89C51是因为有编程灵活、易调试的特点，而且A T89C51的引脚较多，利于电路的展。
它集成了C P U，R A M，R O M，定时器／计数器和多功能I／0口等一台计算机所需的基本功能部件，有40个引脚，32个外部双向输入／输出(I／O)端口，同时内含两个外中断口，两个16位可编程定时计数器，两个全双工串行通信口。
其片内集成了4K B的F L A S H P E R O M用来存放应用程序，这个F L A S H程序存储器除允许一般的编程器离线编程外，还允许在应用系统中实现在线编程，并且还提供了对程序进行三级加密保护的功能。
基于AT89C51单片机频率计的设计（含程序）
AT89C51单片机频率计的设计摘要基于在电子领域内,频率是一种最基本的参数,并与其他许多电参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的关系。
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,而且还广泛应用于教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等其它领域。
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子侧量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代侧量仪器。
频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。
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。
频率计的硬件电路是用Ptotues绘图软件绘制而成，软件部分的单片机控制程序，是以KeilC做为开发工具用汇编语言编写而成，而频率计的实现则是选用Ptotues仿真软件来进行模拟和测试。
关键词：单片机；AT89C51；频率计；汇编语言选题的目的意义数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。
其基本原理就是用闸门计数的方式测量脉冲个数。
频率是单位时间（ 1s ）内信号发生周期变化的次数。
如果我们能在给定的 1s 时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。
数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。
最新基于89C51的数字频率计--课程设计
单片机系统课程设计任务书目录1 引言 (1)2 系统概述 (2)2.1 频率测量原理 (2)2.2 方案比较 (2)2.3方案选择 (3)3 系统硬件设计 (3)3.1 系统硬件总述 (3)3.2 信号输入电路 (4)3.3 开关电路 (5)3.4 计数电路 (6)3.5 AT89C51介绍 (7)3.6 数字频率计显示电路 (8)3.7 时钟控制电路 (9)4．系统软件设计 (9)4.1 系统软件总述 (10)4.2 显示器初始化设计 (11)4.3 计数子程序 (12)4.4 数制转换子程序设计 (13)4.5 显示子程序设计 (14)5系统的功能调试 (15)6 结论 (16)参考文献 (17)附录A (17)附录B (18)1 引言单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。
51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和皮鞭接受及应用，51系列单片机还会在今后很长一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高速发展的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用时非常重要的。
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）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用汇编语言。
将使整个系统大大简化。
提高整体的性能和可靠性。
2 系统概述2.1 频率测量原理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，此时称闸门时间为1秒。
闸门时间也可以大于或小于一秒。
基于AT89C51的智能频率计的设计
基于ＡＴ８９Ｃ５１的智能频率计的设计范敏毅（武汉理工大学自动化学院湖北武汉４３００７０）摘要：本系统的设计是基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机的软硬件系统设计。
本设计中硬件电路包括电源电路、时基电路、待测信号滤波放大电路、整形电路、分频电路、并行接口电路、显示电路。
软件包括测量初始化部分、信号频率测量部分、自动换档部分、进制转换部分、译码部分、显示部分。
系统结构简单，稳定性好，精度较高。
关键词：频率计；频率测量；ＡＴ８９Ｃ５１单片机中图分类号：ＴＭ９３５文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－７５９７（２０１２）０５１００６３－０２滤波电路及稳压电路组成。
本电路主要应用整流系统和稳压器０引言７８０５组成的电压源电路来实现最终设计。
在电子领域内，频率测量的精确度是最高的。
因此，在生产过程中许多物理量，例如温度、压力、流量、液位、值、ＰＨ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，然后用智能频率计来测量，以提高精确度。
智能频率计是电子测量与仪表技术最基础的电子仪表类别之一，智能频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，而且它是数字电压表必不可少的部件。
１系统整体结构本系统的频率计由硬件电路和软件部分组成，系统硬件组成如图所示。
１图系统软件框图２２．２时基信号产生电路的设计本设计中时基信号的产生由和完成。
ＣＤ４０６０ＣＤ４０１３２．３信号预处理电路的设计２３１．．滤波、衰减、补偿电路的设计待测信号经电容的隔直通交过来，当输入的信号电压较Ｃ１高时，按下键衰减，输入的电压信号可达到，当输入的Ｋ１１２５Ｖ信号频率较低时，大概在以下时，按下键，经低通滤１００ＫＨｚＫ２波减小干扰信号对后级的影响，信号经高频补偿电路进入放大电路。
图系统硬件框图１２３２．．放大电路的设计系统软件包括测量初始化部分、信号频率测量部分、自动放大部分采用场效应管，静态功耗低，而且放大之前有稳换档部分、进制转换部分、译码部分、显示部分。
基于89C51的数字频率计
单片机系统课程设计任务书目录1 引言 (3)2 系统概述 (4)2.1 频率测量原理 (4)2.2 方案比较 (4)2.3方案选择 (5)3 系统硬件设计 (5)3.1 系统硬件总述 (5)3.2 信号输入电路 (6)3.3 开关电路 (8)3.4 计数电路 (8)3.5 AT89C51介绍 (10)3.6 数字频率计显示电路 (11)3.7 时钟控制电路 (12)4．系统软件设计 (13)4.1 系统软件总述 (13)4.2 显示器初始化设计 (14)4.3 计数子程序 (15)4.4 数制转换子程序设计 (16)4.5 显示子程序设计 (17)5系统的功能调试 (18)6 结论 (20)参考文献 (21)附录A (21)附录B (22)1 引言单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。
51系列单片机是国目前应用最广泛的一种8位单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和皮鞭接受及应用，51系列单片机还会在今后很长一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高速发展的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用时非常重要的。
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）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用汇编语言。
将使整个系统大大简化。
提高整体的性能和可靠性。
2 系统概述2.1 频率测量原理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，计算每秒待测信号的脉冲个数，此时称闸门时间为1秒。
闸门时间也可以大于或小于一秒。
基于AT89C51单片机的频率计设计
基于AT89C51单片机的频率计设计频率计是一种测量信号频率的仪器。
在工业自动化、仪器仪表和电子实验等领域广泛应用。
本文将基于AT89C51单片机设计一个简单的频率计。
一、设计原理频率计的工作原理是通过计数单位时间内输入信号的脉冲数量，并将其转化为频率进行显示。
本设计使用AT89C51单片机作为控制核心，采用外部中断引脚INT0作为计数脉冲输入口，通过对计数器的计数值进行处理，最终转化为频率并在LCD1602液晶屏上进行显示。
二、硬件设计硬件电路主要包括AT89C51单片机、LC1602液晶显示屏、脉冲输入引脚INT0，以及供电电路等。
其中，AT89C51单片机的P0口用于与LC1602液晶屏的数据口连接，P2口用于与液晶屏的控制口连接。
脉冲输入引脚INT0连接到外部信号源，通过中断请求实现计数器的计数功能。
液晶显示屏的VDD和VDDA引脚接5V电源，VSS和VSSA引脚接地，RW引脚接地，RS引脚接P2.0，E引脚接P2.1，D0-D7引脚接P0口。
三、软件设计软件设计主要包括初始化设置、中断服务程序、计数器计数和频率转换、液晶屏显示等模块。
1.初始化设置：首先设置P0和P2为输出端口，中断引脚INT0为外部触发下降沿触发中断，计数器为初始值0。
2.中断服务程序：中断服务程序负责处理外部脉冲输入引脚INT0的中断请求。
每当INT0引脚检测到下降沿时，计数器加13.计数和频率转换：在主函数中，通过读取计数器的值并根据单位时间计算频率。
通过AT89C51单片机的定时器模块，我们可以设置一个单位时间进行计数。
在单位时间结束后，将计数器的值除以单位时间得到频率。
4.液晶屏显示：通过P0口向液晶屏的数据口发送频率值，并通过P2口向液晶屏的控制口发送控制信号，完成频率的显示。
四、测试结果将生成的二进制固件烧录到AT89C51单片机中，将脉冲信号输入到INT0引脚，即可在LCD1602液晶显示屏上看到实时的频率值。
基于AT89C51的频率设计
目录摘要 (1)第1章绪论 (2)第2章设计方案论证与比较 (3)2.1 基于集成电路的简易数字频率计设计 (3)2.2 基于AT89C51的频率计设计 (3)2.3 方案的可行性和优点 (4)第3章频率计电路的工作原理 (6)3.1 单元电路工作原理 (6)3.1.1 信号转换电路 (6)3.1.2 分频电路 (7)3.1.3 数据选择电路 (8)3.1.4 单片机硬件系统设计 (9)3.1.5 显示电路 (12)3.2 基于AT89C51的频率计总体硬件电路图 (13)第4章基于AT89C51频率计的软件设计 (15)第5章电路的仿真 (20)总结 (21)参考文献 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
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使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，本电路设计一个基于单片机技术的数字频率计，可使测量频率范围大、运行速度快。
在线路实现上更加可靠。
本文从频率计的原理出发，首先把待测正弦信号经过整形；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。
利用单片机设计的数字频率计，选择了实现系统的各种电路元器件，并对硬件电路进行了仿真。
关键词单片机；数字频率计；测量第1章绪论在电子技术中，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。
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。
基于89C51单片机的8位1000MHz频率计设计
基于89C51单片机的8位1000MHz频率计设计基于89C51单片机的8位1000MHz频率计设计该频率计兼具的晶振测试功能，除了测晶振外，还能测试大多数陶瓷振子、三端陶瓷滤波器、三端晶体滤波器等，可迅速判断上述器件的好坏、稳定性及准确度。
本仪器把高频输入插座、8位数码管、直流电源插座全部装在一块7cmx12cm的电路板上，外接+9V直流电源即可工作，小巧实用。
一、功能及技术指标频率测试范围分L、H两挡（见附表），由K1切换。
闸门控制时间由K2切换，S为慢速取样，F为快速取样。
K3为频率测试A挡和晶振测试B挡选择开关，可配合K1与K2切换使用。
二、电路原理电路如附图所示。
频率测试电路的核心逻辑控制由89C51担任，完成计数、二进制数转十六进制数、LED数码管扫描信号及测试信号产生、不同时间闸门定时控制信号产生等功能。
CD4513将十六进制数译成BCD码送共阴极数码管段驱动显示。
采用动态方式显示，扫描信号由89C51的P24~P26输出，经74LS138译成8位扫描信号，7407驱动数码管的位显示。
由于89C51片内计数器只有16位，所以扩展了一片74LS393将计数增至24位，这样89C51可计频率最大值为2的24次方=16.777216MHz，显示为10MHz频率时信号分辨率为1Hz。
闸门定时控制信号由89C51内部定时产生，由13脚输出至IC8的13脚进行定时闸门控制计数。
被测信号放大电路分L挡和H挡。
L挡放大电路输入级T3采用绝缘栅型场效应管以提高电路输入阻抗、减轻对被测试电路影响，后两级T4、T5采用简单放大电路。
H挡放大电路还包括(10MHz～1000MHz)除以64分频器，电路，由IC1完成。
其内部包含高频信号放大电路，灵敏度可达lOOmV。
本电路还预留了一级前置放大器，由Tl贴片式微波三极管进行放大，可进行加装实验，以提高测试灵敏度。
晶振测试电路由IC8的两个与非门组成振荡器，工作频率范围为500kHz~30MHz。
基于AT89C51单片机的频率计设计
基于AT89C51单片机的频率计设计1、频率计方案概述本频率计的设计以AT89S51单片机为核心，利用他内部的定时／计数器完成待测信号周期／频率的测量。
单片机AT89S51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。
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）。
定时／计数器的工作由运行控制位TR控制，当TR置1，定时／计数器开始计数；当TR清0，停止计数。
本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1 Hz，则计数闸门宽度必须大于1 000 s。
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：（1）当待测信号的频率＞100 Hz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，计数闸门宽度＞1 s时，即可满足频率测量结果为3位有效数字；（2）当待测信号的频率＜100 Hz时，定时／计数器构成为定时器，由频率计的予处理电路把待测信号变成方波，方波宽度等于待测信号的周期。
这时用方波作计数闸门，当待测信号的频率＝100 Hz，周期为10ms，使用12 MHz时钟时的最小计数值为10 000，完全满足测量精度的要求。
2频率计的量程自动切换使用计数方法实现频率测量时，外部的待测信号为单片机定时／计数器的计数源，利用软件延时程序实现计数闸门。
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基于AT89C51单片机的频率计设计
1、频率计方案概述
本频率计的设计以AT89S51单片机为核心，利用他内部的定时／计数器完成待测信号周期／频率的测量。
单片机AT89S51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。
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）。
定时／计数器的工作由运行控制位TR控制，当TR置1，定时／计数器开始计数；当TR清0，停止计数。
本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1 Hz，则计数闸门宽度必须大于1 000 s。
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：
（1）当待测信号的频率＞100 Hz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，计数闸门宽度＞1 s时，即可满足频率测量结果为3位有效数字；
（2）当待测信号的频率＜100 Hz时，定时／计数器构成为定时器，由频率计的予处理电路把待测信号变成方波，方波宽度等于待测信号的周期。
这时用方波作计数闸门，当待测信号的频率＝100 Hz，周期为10ms，使用12 MHz时钟时的最小计数值为10 000，完全满足测量精度的要求。
2频率计的量程自动切换
使用计数方法实现频率测量时，外部的待测信号为单片机定时／计数器的计数源，利用软件延时程序实现计数闸门。
频率计的工作过程为：定时／计数器的计数寄存器清0，运行控制位TR置1，启动定时／计数器工作；运行软件延时程序，同时定时／计数器对外部的待测信号进行计数，延时结束时TR清0，停止计数。
从计数寄存器读出测量数据，测量数据在完成数据处理后，由显示电路显示测量结果。
使用定时方法实现频率测量时，外部的待测信号通过频率计的预处理电路变成宽度等于待测信号周期的方波，该方波同样加至定时／计数器的输入脚。
工作高电平是否加至定时／计数器的输入脚；当判定高电平加至定时／计数器的输入脚，运行控制位TR置1，启动定时／计数器对单片机的机器周期的计数，同时检测方波高电平是否结束；当判定高电平结束时TR清0，停止计数，然后从计数寄存器读出测量数据。
这时读出的数据反映的是
待测信号的周期，通过数据处理把周期值变换成频率值，由显示电路显示测量结果。
测量结果的显示格式采用科学计数法，即有效数字乘以10为底的幂。
这里设计的频率计用5位数码管显示测量结果：前3位为测量结果的有效数字；第4位为指数的符号；第5位为指数的值。
采用这种显示格式既保证了测量结果的显示精度，又保证了测量结果的显示范围（0．100 Hz～9．99 MHz）。
频率计测量量程自动转换的过程由频率计测量量程的高端开始。
由于只显示3位有效数字，测量量程的高端计数闸门不需要太宽，例如在进入计数器的信号频率范围在10．0～99．9 kHz，计数闸门宽度为10 ms即可。
频率计开始工作时使用计数方法实现频率测量，并使计数闸门宽度为最窄，完成测量后判断测量结果是否具有3位有效数字，如果成立，将结果送去显示，完成测量工作；否则将计数闸门宽度扩大10倍，继续进行测量判断，直到计数闸门宽度达到1 s，这时对应的进入单片机的待测信号频率范围为100～999 Hz。
如果测量结果仍不具有3位有效数字，频率计则使用定时方法实现频率测量。
定时方法测量的是待测信号的周期，这种方法只设一种量程，测量结果通过浮点数运算模块将信号周期转换成对应的频率值，再将结果送去显示。
无论采用何种方式，只要完成一次测量，频率计自动开始下一个测量循环，因此该频率计具有连续测量的功能，同时实现量程的自动转换。
3信号预处理电路
信号预处理电路如图1所示，他由4级电路构成。
第1级为电压跟随器电路，用来提高电路输入阻抗，减少对测量电路的影响，第2级为输入限幅电路，将输入信号幅值限制在+-0.7V之间；第3级为三极管放大电路，将小信号放大，三极管应采用开关三极管以保证放大器具有良好的高频响应，第4级采用带施密特触发器的反相器7414，他用于把放大器生成的单向脉冲变换成与TTL／CMOS电平相兼容的方波，方波宽度等于待测信号的周期，从而为测量信号周期提供基础。
4 系统软件设计
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。
首先定时／计数器的计数寄存器清0，运行控制位TR置1，启动对待测信号的计数。
计数闸门由软件延时程序实现，从计数闸门的最小值（即测量频率的高量程）开始测量，计数闸门结束时TR清0，停止计数。
计数寄存器中的数值经过数制转换程序从十六进制数转换为十进制数。
判断该数的最高位，若该位不为0，满足测量数据有效位数的要求，测量值和量程信息一起送到显示模块；若该位为0，将计数闸门的宽度扩大10倍，重新对待测信号的计数，直到满足测量数据有效位数的要求。
当上述测量判断过程直到计数闸门宽度达到1 s（对应的频率测量范围为100～999 Hz）时测量结果仍不具有3位有效数字，频率计则使用定时方法测量待测信号的周期。
定时／计数器的工作被设置为定时器方式，定时／计数器的计数寄存器清0，在判断待测信号的上跳沿到来后，运行控制位TR置为1，以单片机工作周期为单位进行计数，直至信号的下跳沿到来，运行控制位TR清0，停止计数。
16位定时／计数器的最高计数值为65 535，当待测信号的频率较低时，定时／计数器将发生溢出。
产生溢出时，程序进入定时器中断服务程序，对溢出次数进行计数。
待测信号的周期由3个字节组成：定时／计数器溢出次数、定时／计数器的高8位和低8位。
信号的频率f与信号的周期T之间的关系为：f＝1／T
完成信号的周期测量后，需要做一次倒数运算才能获得信号的频率。
为提高运算精度，采用浮点数算术运算。
浮点数由3个字节组成：第1字节最高位为数符，其余7位为阶码；第2字节为尾数的高字节；第3字节为尾数的低字节。
待测信号周期的3个字节定点数通过截取高16位、设置数符和计算阶码转换为上述格式的浮点数。
然后浮点数算术运算对其进行处理，获得用浮点数格式表达的信号频率值。
再通过浮点数到BCD码转换模块把用浮点数格式表达的信号频率值变换成本频率计的显示格式，送到显示模块显示待测信号的频率值。
完成显示后，频率计都开始下一次信号的频率测量。
系统软件设计采用模块化设计方法。
整个系统由初始化模块、显示模块和信号频率测量模块等各种功能模块
组成。
上电后，进入系统初始化模块，系统软件开始运行。
在执行过程中，根据运行流程分别调用各个功能模块完成频率测量、量程自动切换、周期测量和测量结果显示。
站长焊接的成品电路板：555施密特触发器
套件包括使用说明书，AT89S51核心板，ISP下载线，测频输入模块，555施密特触发器，调试用５５５波形放生器，按键4只以及其他设计必需的元件不再详述。
成品包90元，散件包80元。
考虑到大多数大学生毕业设计的初始阶段所用的电路板为万用板，所以本站提供的成品板模块多数为万用板焊接，以便一致美观．。