1、 毕业设计论文 采用单片计设计频率计 系 机电工程系 专业 姓名 班级 学号 指导教师 职称 讲师 设计时间 - 2 - 目录 摘 要 - 3 - 第一章 引 言 . - 4 - 第二章 频率计总体方案设计. - 5 - 2.1 方案比较 . - 5 - 2.2 方案论证 - 6 - 2.3 方案选择 - 6 - 第三章 系统硬件设计 . - 7 - 3.1 一般数字式频率计的原理. - 7 - 3.2 频率计方案的概述 - 7 - 3.3 单片机. - 8 - 3.3.1 89S51 一般概述. - 8 - 3.3.2 引脚功能说明 . - 8 - 3.3.3 A T89S51 原理图 如
2、图 3.2 - 9 - 3.4 分频电路 . - 10 - 3.5 显示电路 . - 10 - 3.6 硬件设计简介和系统整体原理图 .- 11 - 3.6.1 硬件设计简介- 11 - 3.6.2 系统整体原理图 . - 12 - 第四章 系统软件设计 . - 13 - 4.1 测频软件实现原理 . - 13 - 4.2 软件流程图. - 13 - 4.3 程序设计 . - 16 - 结束语 - 26 - 1.结论 - 26 - 2.致谢 - 26 - 参考文献 - 28 - 附录一 - 1 - 采用单片机设计频率计 - 3 - 摘摘 要要 随着电子信息产业的不断发展，信号频率的测量在科技研
3、究和实际应用中的作 用日益重要。传统的频率计通常是用很多的逻辑电路和时序电路来实现的，这种电 路一般运行较慢，而且测量频率的范围较小。考虑到上述问题，本论文设计一基于 单片机设计频率计。首先，我们把待测信号经过放大整形，然后把信号送入单片机 的定时计数器里进行计数，获的频率值，最后把测得的频率数值送入显示电路里进 行显示。本文从频率计的原理出发，介绍了基于单片机的频率计的设计方案，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。 关键字：关键字：单片机；频率计；测量 - 4 - 第一章第一章 引引 言言 频率仪器是数字电路中一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，联机 比较复杂，
4、而且会产生比较大的延迟。随着复杂可编程逻辑器件的广泛应用，将使 整个系统大大简化。提高整体性能，它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。它不仅可以测量正弦波，方波，三角波，尖脉冲信号和其他具有周 期的信号的频率，而且还可以测量他们的周期。经过改装，可以测量脉冲宽度，做 成数字式脉宽测量仪：可以测量电容做成数字电容测量仪;在电路中增加传感器，还 可以做成数字脉搏仪，计价器等。因此数字频率仪在测量物理量方面的广泛应用。 频率计的设计原理实际上是测量单位时间内的周期数。这种方法免去了实测以 前的预测，同时节省了划分频率的时间，克服了原来高频率采用测频模式而低频段 采用测周期模式的测量
5、方法存在换挡速度慢的缺点。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 1 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时间隔就 越长。闸门时间越短，测得频率值刷新据越快，但测得的频率精度就受影响。本论 文的任务是设计一个基于单片机技术的数字频率计。主要介绍了整形电路、控制电 路和显示电路的构成原理，以及其测频的基本方法。进行了相应的硬软件设计。 采用单片机设计频率计 - 5 - 第二章第二章 频率计总体方案设计频率计总体方案设计 2.1 方案比较方案比较 方案一：本方案主要以单片机为核心，利用单片机的计数定时功能
6、来实现频 率的计数并且利用单片机的动态扫描把测出的数据送到数字显示电路显示。其实原 理框图如 2.1 所示 2.1 方案一原理图 方案二：本方案主要以数字器件为核心，主要分为时基电路，逻辑控制电路，放大整形电 路，闸门电路，计数电路，锁存电路，译码显示电路七大部分。其原理框图如图 2.2 所示 2.2 方案二原理框图 信 号 放 大 电 路 信 号 整 形 单片 机 A T89S 51电 路 数字 显示 电路 逻 辑 控 制 电 路 译码显示器 锁存器 闸门电路 计数器 时基电路 放大整形电路 - 6 - 2.2 方案论证方案论证 方案一：本方案主要以单片机为核心，被测信号先进入信号放大电路进行放 大，再被送到波形整形电路整形，把被测得正弦波或者三角波为方波。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。 方案二：本方案使用大量的数字器件，被测量信号放大整形电路变成计数器 所要求
