C51单片机频率计项目报告

设计课题：频率计的设计与制作

目录

一、任务设计与要求

二、方案设计与分析

三、分频计的程序

四、原件清单

五、安装与调试

六、项目总结

一．任务分析

一般对于低频信号可以采用单片机长

时间采样的方法计数。对于0 Hz ～2M

HZ都可以直接使用单片机计数器测频，对于300kH z 以上的高频信号则需要

对信号分频后在进行测频，相应的误差也会增大。例如：对于10 ～200k Hz 的信号，可以直接使用单片机的计数器对信号测量；对于频率200k Hz ～2 M Hz 的频率，可以10 分频后再测量，对于2M Hz ～20M H z的信号，则考虑100分频后再测量。分频器可以采用10 /16 进制，计数频率符合要求的计数器。根据信号的频率手动或者自动选择测量的方式，进行相应的测量。通过查阅资料和老师的知道，考虑到学校所具备的芯片，最终选择了CD4051作为选择性开关，CD4518作为分频芯片。

二．方案设计与分析

CD4051中文资料(管脚,功能,参数使用介绍)

CD4051功能及使用概述:

CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组电源供电条件下工作的 CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。例如，若模拟开关的供电电源VDD=＋5V，VSS=0V，当VEE=－5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。 . 使用十六进制代码就可以对CD4051进行操作了。比如说P1=0X07，这样CD4051就选择的是7号（二进制111）通道了。

如果在八个通道输入一模拟量，在输出端将输出什么,输入什么是自己设定。例如，若模拟开关的供电电源VDD=＋5V，VSS=0V，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，...

这里,ABC数字控制信号就可以使用5V信号了,因为VDD是5v,里面控制部分就都是5V逻辑.

当VEE=－5V时，就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。

当Vee=-8V时,就可以可控制幅度范围为－8V～＋5V的模拟信号. Vee就是电子开关的8个输入端可以允许的信号范围下限.

注意不要超过它的极限参数.峰－峰值达15V

CD4051管脚图及逻辑符号图

引脚功能描述：

A0～A2 地址端

I0/O0～I7/O7 输入输出端INH 禁止端

O/I 公共输出/输入端VDD 正电源

VEE 模拟信号地

Vss 数字信号地

CD4051参数

电源电压范围…………3V～15V 输入电压范围…………0V～VDD 工作温度范围

M类…………－55℃～125℃

E 类………….－40℃～85℃

极限值：

电源电压…...－0.5V～18V

输入电压……－0.5V~VDD+0.5V

输入电流…………….±10mA

储存温度…………－65℃～150℃

CD4518资料

CD4518是一个双BCD同步加计数器，由两个相同的同步4级计数器组成。

CD4518引脚功能(管脚功能)如下：

1CP、2CP：时钟输入端。

1CR、2CR：清除端。

1EN、2EN：计数允许控制端。

1Q0～1Q3：计数器输出端。

2Q0～2Q3：计数器输出端。

Vdd：正电源。

Vss：地。

CD4518引脚图

CD4518是一个同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～{15}.该CD4518计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚；{11}脚～{14}脚）。

CD4518控制功能：CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端为高电平（1）,若用时钟下降沿触发,信号由EN输入,此时CP端为低吨平（0）,同时复位端Cr也保持低电平（0）,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态.否则没办法工作。

将数片CD4518串行级联时，尽管每片CD4518属并行计数，但就整体而言已变成串行计数了。需要指出，CD4518未设置进位端，但可利用Q4做输出端。有人误将第一级的Q4端接到第二级的CP 端，结果发现计数变成“逢八进一”了。原因在于Q4是在CP8作用下

产生正跳变的，其上升沿不能作进位脉冲，只有其下降沿才是“逢十进一”的进位信号。正确接法应是将低位的Q4端接高位的EN端，高位计数器的CP端接USS。

1.分频器电路

2.定时器的计数器方式

要测量信号的频率，即把外部TTL 信号输入单片机，在一定的时间进行计数，然后进行频率计算。最简单的办法就是使用2个定时器，一个定时1s ，同时另一个计数，1s 内的计数值就是信号的频率。

我们先设计一个测量范围为（0－255），精度稍低的频率计，再进行功能拓展。设置T0对外部信号输入计数，信号源送入P3.4；设置T1定时，由于需要定时1s ，所以采用每次定时1ms，定时1000次为1s ，每1s 到就取出T0计数的值作为频率值进行显示。每定时1ms产生一个中断，中断子程序可以进行数码管动态扫描显示，故频率的显示是实时进行的，信号的频率变换，显示的频率值也马上变化，每1s 测量一次。

（2）相关知识补充

a.单片机的定时器工作在计数状态时，外部信号输入一个下降沿，定时器就计数一次，而单片机要判断出一个下降沿，需要2个机器周期，所以定时器在进行计数的时候，输入信号的频率最大不超过fosc/2 4，对于11.0592MHz的晶振来说，其计数的最高频率为460.8KHz。实际在测量的时候，应该还要稍小一些。

b.单片机在测量频率时，主要的误差来自晶振频率，我们一般通过修改定时器初值或者定时中断的次数来进行修正，以提高精度。

3.电路分析与设计

单片机电路分析