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。
最新毕业设计(论文:数字频率计毕业设计

毕业设计系别:机电工程系专业:电子信息工程班级:08电信3班姓名:史英伟学号:2008010203038 辅导老师:轩克辉目录一、前言 (1)二、设计任务书 (1)三、数字频率计基本原理 (2)四、设计步骤及实现方法 (3)五、总体电路图及工作原理 (9)六、元器件的检测与电路的调试 (10)七、心得体会 (13)八、参考文献 (14)一、前言数字频率计是一种基础测量仪器,在许多情况下,要对信号的频率进行测量,利用示波器可以粗略测量被测信号的频率,精确测量则要用到数字频率计。
本设计项目可以进一步加深我们对数字电路应用技术方面的了解与认识,进一步熟悉数字电路系统设计与调试的方法和步骤。
二、设计任务书1、设计题目:数字频率计2、设计出一个数字频率计,其技术指标如下:(1 )频率测量范围:10 ~9999Hz 。
(2 )输入电压幅度>300mV 。
(3 )输入信号波形:任意周期信号。
(4 )显示方式:4位十进制数显示。
(5 )电源:220V 、50Hz 。
3、给定仪器设备及元器件示波器、音频信号发生器、逻辑笔、万用表、数字集成电路测试仪、直流稳压电源。
4、设计内容1)电路个部分的组成及工作原理2)元器件的选取及其电路图和功能3)电路各部分的调试方法4)在整机设计电路的设计、调试过程中,遇到什么问题,其原因及解决方法。
三、数字频率计基本原理1)数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。
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。
这就是数字频率计的基本原理。
2 )系统框图从数字频率计的基本原理出发,根据设计要求,得到如图1 所示的电路框图。
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。
基于VHDL的数字频率计设计

XXXXXXX学院学生毕业设计(论文)报告系别:电子与电气工程学院专业:电子信息工程技术班号:学生姓名:学生学号:设计(论文)题目:基于VHDL的数字频率计设计指导教师:设计地点:XXXXXXX学院起迄日期:20XX.9.1~20XX.10.31毕业设计(论文)任务书专业电子信息工程技术班级姓名一、课题名称:基于VHDL的数字频率计设计二、主要技术指标:1. 频率范围为:1Hz~50MHz。
2. 结果用数码管十进制显示。
3. 输入信号电压幅度为50mV~5V。
三、工作内容和要求:1. 构建大体的设计方案,并了解其内容。
2. 构建出大体的顶层原理设计框图。
3. 对底层的每个电路模块的设计,并通过软件MAX+PLUS2完成程序的编写通过。
4. 对整个原理框图进行编译并通过。
5. 对整个仿真图编译通过。
四、主要参考文献:[1] 陈必群. EDA技术与项目训练[M] ,常州:常州信息职业技术学院,2009年.[2] 王凤英. 基于FPGA的数字频率计设计与仿真[J].科技资讯,,2008,15(8):1—10[3] 谭会生,张昌凡.EDA技术及应用.西安[M]:电子科技大学出版社,2001年[4] 张凯,林伟.VHDL实例剖析[M].北京:国防工业出版社,2004年[5] 刘玉良,李玲玉,邓勇全.吉林:用EDA方法设计数字系统的灵活性[D],2002年[6] 宋万杰等.CPLD技术及其应用.[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000年.学生(签名)年月日指导教师(签名)年月日教研室主任(签名)年月日系主任(签名)年月日毕业设计(论文)开题报告基于VHDL的数字频率计设计目录摘要Abstract第1章前言 (1)第2章数字频率计的要求 (2)2.1 主要技术指标 (2)2.2 工作内容和要求 (2)第3章数字频率计的方案设计.............................. (3)3.1 基本原理 (3)3.1.1 频率计测量频率的设计原理 (3)3.1.2 频率计测量频率的原理图 (3)3.2 设计流程图 (3)第4章数字频率计各模块功能介绍 (4)4.1 频率控制模块的VHDL语言源程序 (4)4.1.1 频率控制模块的程序 (4)4.2 十进制加法计数器CNT10的VHDL语言源程序 (5)4.2.1 十进制计数器的程序 (5)4.2.2 十进制计数器的顶层设计 (6)4.3系统模块的VHDL语言源程序 (7)4.3.1系统模块的设计 (7)4.3.2 系统模块的程序 (7)4.4 锁存器LOCK的VHDL语言源程序 (10)4.4.1 锁存器LOCK的程序 (10)4.5 译码模块DECODER的VHDL语言源程序 (11)4.5.1 译码模块DECODER的程序 (11)4.6四选一选择器MUX41的VHDL语言源程序 (12)4.6.1 MUX41程序 (12)4.7 四进制计数器CNT4的VHDL语言源程序 (13)4.7.1 四进制计数器CNT4的程序 (13)4.8 250分频器的VHDL语言源程序 (14)4.8.1 250分频器的程序 (14)第5章数字频率计仿真图 (15)5.1 频率控制模块仿真波形图 (15)5.2 十进制计数器模块仿真波形图 (15)5.3 锁存模块仿真波形图 (15)5.4 译码模块波形仿真图 (16)5.5 四选一选择器MUX41的仿真图 (16)5.6 四进制计数器CNT4的仿真图 (16)5.7 250分频器的仿真图 (17)第6章频率计顶层原理图的输入 (18)第7章下载测试 (19)第8章结束语 (20)参考文献答谢辞数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置。
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。
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。
数字频率计——精选推荐

毕业设计(论文)任务书课题名称:数字频率计的设计学院(系部):机电工程系专业:电子信息工程三班学生姓名:学号:__月__日至__月__日共__周指导老师(签字)_______教学院长(签字)_______目录摘要综述第一章引言1.1课题的目的及意义1.2国内外发展现状及研究概况1.3设计的主要技术指标与参数1.4设计的主要内容第三章单元电路设计1.数字频率计原理2.数字频率计的基本原理框图3.数字频率计的基本原理4.数字频率计的设计电路5.放大整形电路6.石英晶体振荡器和分频器7.计数译码显示电路8.控制电路9.数字频率计的电路图10.课程设计的总结与展望1.1课题的目的及意义数字频率计是用数字显示检测先好频率的仪器,是一些科研生产领域不可缺少的脉显仪器,被测信号可以是正弦波,方波,三角波或其他周期性变化的信号,经过改装,可以测量脉冲宽度,精密数字式脉款测量仪,可以测量电容。
如配以适当的传感器,可以对多种物理量进行测试,比如机械振动的脉冲,转速,声音的频率以及产品的计时等等。
因此,数字频率计作为一种基础测量仪器到目前已有30多年的发展史,并且在工业测量中有广泛的应用。
本次设计的四位数显频率计是在基础理论和专业基础上,用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。
通过对其的设计,使我巩固了所学的本专业基础理论、专业知识和基本技能,增强了综合运用所学知识与技术独立分析问题解决问题的能力;对频率计的工作原理、电子仪器的常用设计方法等有比较深入的了解;进而掌握应用计算机进行电子线路设计的基本思想和方法。
1.2国内外发展现状及研究概况当今社会,随着科技的进步,电子技术得到了飞速的发展与应用,数字系统的设计也有了很大的进步,如今运行速度快,在功能更加强大的基础上更加便于使用携带成了发展的方向。
60年代以来,在半导体器件和计算机技术发展的基础上,结合电测技术创造了完全新的数字式仪表。
它在测试方法,原理,仪器结构和操作方法上完全与前面所讲的模式式仪表不同,产生了新型智能化仪表,它具有程序控制,信息存储数据处理和自动检修功能,使数字仪表向高准确度,多功能,高可靠性和低价格方面大大前进了一步。
基于51单片机的数字频率计_毕业设计论文

基于51单片机的数字频率计目录第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。
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。
数字频率计毕业设计

数字频率计毕业设计哎呀,一提到数字频率计毕业设计,我这心里就像打翻了五味瓶,各种滋味都有。
还记得当年我指导学生做数字频率计毕业设计的时候,有个叫小李的同学,那可真是让我印象深刻。
一开始,小李信心满满地说要做出一个超级厉害的数字频率计,眼睛里都闪着光。
咱们先来说说这数字频率计到底是啥。
简单来讲,数字频率计就是用来测量信号频率的仪器。
它在电子、通信、计算机等领域都有着广泛的应用。
比如说,我们手机里的信号传输,就得靠准确测量频率来保证通信质量。
做数字频率计毕业设计,第一步那得是搞清楚设计要求。
这就像是盖房子前得先知道要盖多大、多高、啥风格的房子一样。
有些同学在这一步就晕头转向了,根本没理解清楚老师说的要求,就着急忙慌地开始动手。
可小李不一样,他拿着小本子,一项一项地跟我确认,那认真的劲儿,真让人喜欢。
接下来就是方案选择了。
是用直接测频法呢,还是用间接测频法?这可让不少同学纠结得头发都快掉光了。
小李也不例外,他天天泡在图书馆里查资料,还拉着同学一起讨论。
有一次,我在走廊上碰到他,他正和同学争得面红耳赤,手里还拿着一堆画得乱七八糟的图纸。
方案确定了,就该选元器件了。
这可真是个头疼的事儿,市场上的元器件五花八门,质量价格也参差不齐。
小李为了选到性价比高的元器件,跑了好几家电子市场,跟老板们讨价还价,回来的时候累得像只小狗,直喘气。
硬件搭好了,软件编程也不能马虎。
写代码的时候,一个小错误都可能导致整个系统瘫痪。
小李就碰到过这样的情况,程序怎么都跑不起来,他坐在电脑前,抓耳挠腮,嘴里还念念有词。
我过去一看,原来是一个括号少写了。
经过无数次的调试和修改,小李的数字频率计终于能正常工作了。
当他看到显示屏上准确显示出频率值的时候,那兴奋的样子,就像中了大奖一样。
其实啊,做数字频率计毕业设计,不仅仅是为了完成一项任务,更是对自己大学所学知识的一次综合检验。
在这个过程中,同学们会遇到各种各样的问题,会感到焦虑、困惑、甚至想要放弃。
用51单片机完成等精度频率测量仪的设计毕业论文

(4)编写软件;
(5)系统调试,仿真。
2等精度频率计的原理与应用
2.1 等精度频率计的原理
频率计的核心为单片机对数据的运算处理,而此等精度测量方法是以同步门逻辑控制电路为核心的。同步门逻辑控制电路由D触发器构成。
基本频率测量要求:
幅度:0.5V~5V
频率:1Hz~500kHz
用51单片机完成等精度频率测量仪的设计毕业论文
1 绪 论
1.1 数字频率计简介
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计。
国际国通用数字频率计的主要技术参数:1.频率测量围:电子计数器的测频围,低端大部分从10Hz开始;高端则以不同型号的频率计而异。因此高端频率是确定低、中、高速计数器的依据。如果装配相应型号的变频器,各种类型的数字频率计的测量上限频率,可扩展十倍甚至几十倍。2.周期测量围:数字频率计最大的测量周期,一般为10s,可测周期的最小时间,依不同类型的频率计而定。对于低速通用计数器最小时间为1ys;对中速通用计数器可小到0.1ys。3.晶体振荡器的频率稳定度:是决定频率计测量误差的一个重要指标。可用频率准确度、日波动、时基稳定度、秒级频率稳定度等指标,来描述晶体振荡器的性能。4.输入灵敏度:输入灵敏度是指在侧频围能保证正常工作的最小输入电压。目前通用计数器一般都设计二个输入通道,即d通道和月通道。对于4通道来说,灵敏度大多为50mV。灵敏度高的数字频率计可达30mV、20mV。5.输入阻抗:输入阻抗由输入电阻和输入电容两部分组成。输入阻抗可分为高阻(1M//25PF、500k//30PF)和低阻(50)。一般说来,低速通用计数器应设计成高阻输入;中速通用计数器,测频围最高端低于100MHz,仍设计为高阻输入;对于高速通用计数器,测频>100MHz, 设计成低阻 (50Q) 输入,测频<100MHz,设计成高阻(500k//30PF)输入。
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)。
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。
数字频率计毕业设计论文摘要

数字频率计毕业设计论文摘要在数字电路中,数字频率计属于时序电路,它主要由具有记忆功能的触发器构成。
在计算机及各种数字仪表中,都得到了广泛的应用。
在CMOS电路系列产品中,数字频率计是用量最大、品种很多的产品,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,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。
本课题主要选择以集成芯片作为核心器件,设计了一个简易数字频率计,以触发器和计数器为核心,由信号输入、隔直,触发、计数、数据处理和数据显示等功能模块组成。
放大整型电路:对被测信号进行预处理;闸门电路:由NE556构成一个秒信号,攫取单位时间内进入计数器的脉冲个数;时基信号:产生一个秒信号;计数器译码电路:计数译码集成在一块芯片上,计单位时间内脉冲个数,把十进制计数器计数结果译成BCD码;显示:把BCD 码译码在数码管显示出来。
设计中采用了模块化设计方法,采用适当的放大和整形,提高了测量频率的范围。
关键词:频率,集成电路,译码电路,计数电路,双稳态触发器Digital frequency meter designStudent: Teacher:Abstract: In the digital circuit, the digital cymometer is the circuit of time sequence, it is mainly formed by trigger with memory function. In the computer and various digital instruments, it is widely used . Among CMOS circuit serial products, cymometer consumption most heavy, variety a lot of product. The digital cymometer is a measuring instrument in scientific research such as computer , communication apparatus , audio and video with indispensable production field, and the measurement scheme with a lot of electric parameters , result of measuring all have a very close relation, so, the measurement of frequency seems even more important.This subject has mainly explained that chooses integrated circuit as the key device, has designed a simple and easy digital cymometer, regard trigger and counter as core , input , separate by signal frank , touch off , count circuit , data processing , data reveal module of function make up. Enlarge the circuit of integrated type: To be carried on the preconditioning by the signal of examining; The circuit of the gate : Formed a second signal by NE556, seize the pulse number of entering the counter in unit time; The base signal of hour: Produce the signal for one second; The decipher circuit of the counter : Count deciphers and integrate on the chip together, count the pulse number in unit time, count the result of the decimal counter to translate into BCD yard; Reveal : In charge of revealing BCD one yard of deciphers in the number . Design adopt module design method, adopt appropriate enlarge and whole, have improved frequency of designing. Keywords: frequency,Integrated circuit,Translate the coding electric circuit,Count the electric circuit,Dual Schmitt Trigger.目录摘要 I Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 数字频率计的发展现状及研究概况 (1)1.2 本课题研究背景及主要研究意义 (1)1.3 本课题主要研究内容 (2)1.4 本章小结 (2)2 数字频率计的设计 (3)2.1 主要技术要求 (3)2.2 方案论证 (4)2.3 电路设计 (4)2.3.1 电路工作原理简述 (5)2.3.2 部分芯片功能介绍 (5)2.3.2.1 CD4026简介 (6)2.3.2.2 NE556简介 (7)2.3.2.3 CD4007简介 (7)2.3.2.4 MC4583B简介 (8)2.3.2.5 七段LED显示器件 (8)2.3.3 单元电路结构设计 (8)2.3.3.1 电源电路设计 (10)2.3.3.2 时基信号产生电路的设计 (13)2.3.3.3 信号处理电路设计 (14)2.3.3.4 显示电路的设计 (15)2.3.3.5 脉冲整宽电路的设计 (15)2.4 本章小结 (16)3 电路调试 (17)3.1 单元电路调试 (18)3.2 系统连调 (20)4 结论 (23)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)。
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)。
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。
2013届毕业设计(论文)资料第二部分设计说明书湖南工程职业技术学院毕业设计(论文)数字频率计的设计系(部):信息工程系专业:电子信息工程技术学号:201003111022学生姓名:左旋指导教师:李锐敏副教授2013 年5 月摘要本次课程设是针对简易频率计的设计,在设计过程中,所有电路仿真都是基于Protue仿真软件。
本课程设计介绍了简易频率计的设计方案及其基本原理,并着重介绍了频率计各单元电路的设计思路,原理及仿真,整体电路的的工作原理,控制器件的工作情况。
整个设计配以仿真电路图和波形图加以辅助说明。
设计共有三大组成部分:一是原理电路的设计,本部分详细讲解了电路的理论实现,是关键部分;二是仿真结果及分析,这部分是为了分析电路是否按理论那样正常工作,便于理解。
三是性能测试,这部分用于测试设计是否符合任务要求。
最后是对本次课程设计的总结。
关键字:频率计、时基电路、逻辑控制、分频、计数、逻辑显示第一章绪论1.1 课题研究目的和意义 (7)1.2国内外数字频率计的研究现状 (8)第二章数字频率计的设计2.1 测量频率的基本方法 (10)2.1.1 计数法(测频法) (10)2.1.2 计时法(测周期法) (11)2.2设计的原理 (13)2.2.1 数字频率计的基本原理 (13)2.2.2 整体方框图及原理 (14)第三章单元电路设计3.1 时基电路设计 (16)3.2 闸门电路设计 (20)3.3 控制电路设计 (22)3.4 整形电路设计 (25)3.5 整体电路图 (27)3.6 整机元件清单 (29)第四章设计小结4.1 系统调试情况 (30)4.2 心得体会 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第一章绪论1.1 课题研究目的和意义毫无疑问,无论是在科技研究中还是在实际应用中,频率测量的作用都显得尤为重要。
然而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。
随着科技的进步,为了较好的解决这一问题人们开始运用单片机测量频率,它是一种基于时间或频率的模数转换原理,并依赖于数字电路技术发展起来的一种显示被测信号频率的数字测量仪器。
与传统的测量方式相比,运用了单片机频率计有着体积更小,运算速度更快,测量范围更宽的优点,更重要的是它能大大的降低制作成本。
由于传统的频率计中有许多功能是依靠硬件来实现的,而采用单片机测量频率之后,有许多以前需要用硬件才能实现的功能现在仅仅依靠软件编程就能实现,而且不同的软件编程能够实现不同的功能,这一巨大优势无疑使得制作成本大大降低。
由于当今科技的日新月异,人们对电子产品的要求随之增高,经济、高效、精准成为人们的目标,就频率计来说,如果现如今还是像传统的方式来设计并制造,那显然不能满足人们的要求。
纳闷基于单片机的数字频率计必将取代传统的频率计。
而它的优势也显而易见,小巧轻便、集成度高、操作简单、易于维护和修改。
这些优点无不满足着人们追求经济、高效、精准的目标。
试想一下,改变程序中的几行命令显然要比改变电路板上的几条连线要快的多,方便的多。
也正是由于基于单片机的数字频率计与传统的频率计有着那么明显的优势,因此,我们将数字频率计的设计作为研究课题。
通过设计频率计系统,实现信号频率的检测功能。
在检测系统的设计中,要熟悉以单片机为核心的控制单元,以检测电路为依托的功能单元,以人机界面为媒介的交互单元。
了解频率检测的算法以及软硬件的实现方式。
灵活应用电子相关科学的理论知识,联系实际电路设计的具体实现方法,打到理论与实际的统一。
在此过程中,加深多信号检测和信号处理的理解和认识。
1.2国内外数字频率计的研究现状电子计数器是其他数字化仪器的基础,在它的输入通道接入各种模数变换器,再利用相应的换能器便可制成各种数字化仪器。
电子计数器的优点是测量精度高、量程宽、功能多、操作简单、测量速度快、直接显示数字,而且易于实现测量过程自动化,在工业生产和科学实验中得到广泛应用。
它的主要实现方法有直接式、锁相式、直接数字和混合式四种。
直接式的优点是速度快、相位噪声低,但结构复杂、杂散多,一般只应用在地面雷达中。
锁相式和直接数字式都同时容易实现产品系列化、小型化、模块化和工程化的特点,其中,锁相式更是以其容易实现相位同步的自动控制且低功耗的特点成为众多业内人士的首选,应用最为广泛。
电子国际数字频率计的分类很多。
按功能分类,电子计数器有通用和专用之分。
通用型计数器:是一种具有多种测量功能、多种用途的万能计数器。
它可以测量频率、周期、多周期平均值、时间间隔、累加计数、计时等;若配上相应插件,就可测相位、电压、电流、功率、电阻等电量;配上适当的传感器,还可进行长度、重量、压力、温度、速度等非电量的测量。
专用计数器:指专门用来测量某种单一功能的计数器。
如频率计数器、时间计数器、特种计数器、可逆计数器、予置计数器、差值计数器、倒数计数器等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:测试范围1—80GHz或更高。
值得一提的是微波计数器,它是以通用计数器和频率计数器为主配测频扩展器而组成的微波频率计。
它的测频上限已进入毫米波段,有手动、半自动、全自动3类。
系列化微波计数器是电子计数器发展的一个重要方面。
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,从而提高系统可靠性和速度。
现如今,数字频率计已经不仅仅是测量信号频率的装置了,用它还可以测量方波脉冲的脉宽。
在人们的生产生活中数字频率计也发挥着越来越重要的作用,比如用数字频率计来监控生产过程,这样可以及时发现系统运行的异常情况,以便给人们争取时间处理。
除此之外,它还可以应用于工业控制等其它领域。
在传统的电子测量仪器中,示波器在进行频率测量时测量精度较低,误差较大。
频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号频率的变化,因此频率计拥有非常广泛的应用范围。
在传统的生产制造企业中,频率计被广泛的应用在产线的生产测试中。
频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出的频率变化,用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品,确保产品质量。
在无线通讯测试中,频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准,还可以用来对无线电台的跳帧信号进行分析。
对于频率计的设计目前专用芯片可以实现,如利用MAXIM公司的ICM7240来设计频率计。
但由于这种芯片的计数频率比较低,远不能达到在一些场合需要测量很高的频率要求,而且测量精度也受到芯片本身的限制。
提出的用AT89C52单片机史记频率计的方法可以解决这些问题,实现精度较高、等精度和宽范围频率计的设计。
第二章数字频率计的设计2.1 测量频率的基本方法2.1.1 计数法(测频法)计数法是将被测信号通过一个定时闸门加到计数器进行计数的方法,如果闸门打开的时间为T,计数器得到的计数值为N1,则被测频率为f=N1/T。
改变时间T,则可改变测量频率范围。
如图1-1示。
设在T期间,计数器的精确计数值应为N,根据计数器的计数特性可知,N1的绝对误差是N1=N+1,N1的相对误差为δN1=(N1-N)/N=1/N。
由N1的相对误差可知,N的数值愈大,相对误差愈小,成反比关系。
因此,在f以确定的条件下,为减少N的相对误差,可通过增大T的方法来降低测量误差。
当T为某确定值时(通常取1s),则有f1=N1,而f=N,故有f1的相对误差:δf1=(f1-f)/f=1/f从上式可知f1的相对误差与f成反比关系,即信号频率越高,误差越小;而信号频率越低,则测量误差越大。
因此测频法适合用于对高频信号的测量,频率越高,测量精度也越高。
2.1.1 计时法(测周期法)计时法又称为测周期法,测周期法使用被测信号来控制闸门的开闭,而将标准时基脉冲通过闸门加到计数器,闸门在外信号的一个周期内打开,这样计数器得到的计数值就是标准时基脉冲外信号的周期值,然后求周期值的倒数,就得到所测频率值。
首先把被测信号通过二分频,获得一个高电平时间是一个信号周期T的方波信号;然后用一个一直周期T1的高频方波信号作为计数脉冲,在一个信号周期T的时间内对T1信号进行计数,如图1图1-2计时法测量原理若在T时间内的计数值为N2,则有:T2=N2*T1f2=1/T2=1/(N2*T1)=f1/N2N2的绝对误差为N2=N+1。