1、1 毕 业 论 文 任 务 书 论 文 题 目论 文 题 目 基 于 单 片 机 数 字频 率计基 于 单 片 机 数 字频 率计 院院 系系 专专 业业 学 生 姓 名学 生 姓 名 学学 号号 起 迄 日 期起 迄 日 期 指 导 教 师指 导 教 师 填写日期: 年 月 日 2 目目 录录 前 言 4 1. 绪论.5 1.1 课题背景.5 1.2 课题研究的目的和意义 5 1.3 数字频率计发展的概况5 1.4 课题内容5 2.方案论证6 2.1 数字频率计测量方法的论证及选择6 2.2 方案论证与选择7 3硬件电路的设计.9 3.1 数字频率计硬件系统框图9 3.2 89C51 单片机
2、的间介10 3.3 存储器17 3.4 8155 间介.20 3.5 键盘的设计及连接24 3.6 LED 显示器25 3.7 测量电路设计27 3.8 电源模块的设计29 4.数字频率计软件设计30 4.1 软件编程思路30 4.2 程序流程图设计31 4.3 系统程序及关键程序34 5.结论45 致谢46 参考文献47 3 基于单片机的数字频率计设计基于单片机的数字频率计设计 摘 要数字频率计是一个将被测频率显示出来的装置，其 广泛应用于各个领域，在许多设计复杂、功能多样的电子设备中，都使用 了数字频率计。数字频率计是数字测量技术中的一个典型应用，虽然一些数字 频率计的功能复杂，但是使用起
3、来既简单又方便。 本设计以 89C51 单片机为核心，应用单片机的算术运算和控制功能并采用 LED 数码显示管将所测频率显示出来。系统简单可靠、操作简易，能基本满足 一般情况下的需要。既保证了系统的测频精度，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。 关键词单片机，运算，频率计，LED 数码管 4 前前 言言 在电子测量领域中， 频率测量的精确度是最高的 1， 可达 1010E-13 数量 级。因此，在生产过程中许多物理量，例如温度、压力、流量、液位、PH 值、 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，然后用数字频率
4、计来测量，以提高精确度。 国际上数字频率计的分类很多 2。按功能分类，因计数式频率计的测量功 能很多， 用途很广， 所以根据仪器具有的功能， 电子计数器有通用和专用之分。 (1)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 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。(2)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，只能专门用来测量高频 和微波频率；时间计数器，是以测量时间为基础的计数器，其测时分辨力和准 确度
5、很高，可达 ns 数量级；特种计数器，它具有特种功能，如可逆计数器、 予置计数器、差值计数器、倒数计数器等，用于工业和白控技术等方面。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 10100MHz； (3)高速计数器：最高计数频率100MHz； (4) 微波频率计数器：测频范围 180GHz 或更高。 单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合 的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用 方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、 通信系统、高级计算器、家用电器等
6、领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代 现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用 CMOS 工艺制成的各种单片机， 由于功耗低， 使用的温度范围大， 抗干扰能力强、 能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促 使单片机性能的发展。 5 1 1 绪论绪论 1.11.1 课题背景课题背景 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。 频率计的基本原理 3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 称闸门时间为 1 秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。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间隔就越长。闸门时间越 短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。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
