1、 智能仪表设计基础智能仪表设计基础 课程设计课程设计 课题名称：课题名称：频率计设计频率计设计 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 班班 级：级： 指导老师：指导老师： 二零一一年九月 目目 录录 第一章 频率计的整体方案设计 （） 1. 1 设计理念（） 1. 2 分析设计任务（） 第二章 电路的设计和器件的选择 （） 2. 1 信号整形设计部分（） 2. 2 单片机控制设计部分（） 2. 3 显示电路设计部分（） 2. 4 软件控制设计部分（） 第三章 组装调试电路 （） 3. 1 硬件调试（） 3. 2 软件调试（） 第四章 实验结果及误差计算 （） 第五章 设计小结 （） 第六章 元
2、器件清单（） 第七章 参考文献 （） 附 录 频率计的设计任务书及程序清单 （） 1. 原理图（） 2. 单片机C语言程序 （） 3 任务书（） 第一章第一章 频率计的整体方案设计频率计的整体方案设计 1. 1 设计理念 本频率计要求能测出输入信号为正弦波、三角波、方波等周期信号波的频 率。所谓“频率” ，就是周期性信号在单位时间（1S）内变化的次数。本次设计 采用LM324以及IN4728稳压管组成的电路将正弦波、三角波，方波整形成方波， 通过软件控制51单片机记录1s内的方波的上升沿的个数， 即可得到被测信号的频 率。 1. 2 分析设计任务 本频率计的数据采集系统主要元器件是单片机STC
3、89C51， 由它完成对待测信 号频率的计数和结果的显示等功能，外部还有复位电路、晶振电路和显示模块等 部件。系统框图如下所示： 图1-2-1 系统框图 第二章第二章 电路的设计和器件的选择电路的设计和器件的选择 2. 1 信号整形设计部分 为了能测不同波形的周期信号频率，必须对被测信号进行整形处理，使波形 能成为被单片机C51识别的脉冲信号。本设计的整形模块由LM324和IN4728A组成 的电压比较器构成。 经过运放部分处理的信号电压值直接输入单片机可能造成电 压值过高烧毁单片机，因此需要对电压值进行稳定电压处理。 整形电路如下所示： 图2-1-1 图2-1-2 图2-1-3 图2-1-4
4、 2. 2 单片机控制设计部分 本设计采用STC89C51单片机，是一种高性能低功耗的8位微处理器。本次设 计主要用到单片机P3口的一部分和P1口与LCD相连。22，23脚接12M晶振，为单片 机提供时序； P3.1和P3.2口与MAX232连接， 从而将软件程序考进到单片机中； P1.6 与P1.7口通过与八段数码管连接，从而对记得的数据进行显示；将整形过后的方 波接入到T0口，通过编程对输入脉冲进行测频并将其在数码管上显示。 图2-2-1 2. 3 显示电路设计部分 显示部分我们采用五位十进制数码管，用单片机89C51进行编程 实现数码管显示的功能。 数码管显示电路图如下所示： 图2-3-
5、1 2. 4 软件控制设计部分 主要能通过软件编程来完成各模块的硬件功能，通过仿真达到预期效果。 根据系统硬件设计，软件设计主要包括：单片机控制程序模块，数码管显示 模块。 程序框图如下所示： 开始 T0定时 T1计数 初始化 开中断 定时1S 计数器T1清零 读取数据并显示 图2-4-1主程序 T0中断 T0重新赋初值 开T0中断 标志位是否为1 标志位清零 关T0中断 t减1 t是否为0 中断返回 Y Y N N 图2-4-2T0中断程序 T1中断 T1清零 t加1 中断返回 图2-4-3T1中断程序 第三章第三章 组装调试电路组装调试电路 3. 1 硬件调试 主要使用数字万用表、信号发生器、示波器。依次测量每个功能部件功能是 否达到要求。 用数字万用表测试每个元器件是否焊接有效，是否有虚焊，导线是否完全联 通，器件是否有损坏；用示波器测量信号发生器输出
