综合课程设计报告——简易数字频率计

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1、 综 合 课 程 设 计 报 告 题 目： 基于单片机的简易数字频率计设计 系 别： 电子信息与电气工程系 专 业： 电子信息工程 班 级： 姓 名： 导 师： 成 绩： 2014 年 12 月 25 日 目目 录录 摘摘 要要: : 2 1 1 引言引言 2 1.1 设计任务. 2 1.2 设计要求. 2 2 2 系统设计系统设计. 2 2.1 设计思路. 2 2.2 总体方案设计与论证 . 2 2.3 各模块方案设计与论证. 4 2.3.1 主控制模块方案的设计论证 . 4 2.3.2 波形变换模块方案的设计论证. 4 2.3.3 键盘模块方案的设计论证 5 2.3.4 显示模块方案的设计

2、论证 5 2.3.5 稳压电源模块方案的设计论证. 6 2.4 方案确定. 6 3 3 理论分析与计算理论分析与计算. 7 3.1 脉冲宽度测量 . 7 3.2 频率与周期测量. 8 3.3 刷新时间. 8 4 4 硬件设计硬件设计. 8 4.1 稳压电源电路设计 8 4.2 主控制电路设计. 9 4.3 波形变换电路设计 9 4.4 倍频放大电路设计 10 4.5 键盘电路设计 . 11 4.6 显示电路设计 . 12 5 5 软件设计软件设计. 12 6 6 系统测试系统测试. 14 6.1 测试条件. 14 6.2 测试仪器. 14 6.3 测试方法和测试结果及分析 . 14 7 7 总

3、结总结 16 8 8 参考文献参考文献. 16 附录附录 17 附录 1 部分器件清单 17 基于单片机的简易数字频率计设计 附录 2 主函数程序及注释 17 摘摘 要要 基于 ATmega128 单片机为主控制器， 设计并实现了一台简易数字频率计的制 作。该简易数字频率计主要由主控制器电路、波形变换电路、倍频放大电路、键 盘显示电路以及稳压电源电路等几部分组成。该系统主要通过软件控制，利用 AVR mega128 单片机内部定时器特有的捕获低频脉冲信号，并计数的功能，从而 实现系统的制作。此外本系统由外置键盘实现刷新时间的调节，LCD12864 液晶 屏同步显示频率、周期、脉冲宽度以及刷新时

4、间值。通过继电器的切换控制，实 现了低频信号的倍频放大以便于测量。最终本系统可实现频率、周期测量范围在 信号为方波、正弦波时幅度为 0.5V5V；频率为 1Hz10KHz；测量误差1%等 等要求。同时该系统具有电路结构简洁紧凑，易于控制，测量精度高等优点。 关键词：关键词：ATmega128 波形变换 倍频放大 继电器切换 LCD 显示 1 1 引言引言 随着电子技术的不断发展，各种电子产品也层出不穷，种类繁多。但是每一 种产品开发时都应该少不了对信号的检测， 而检测信号的频率也是其中重要指标 之一。本设计设计的目的就是要设计出一种高效，高精度，价格便宜符合广大群 众要求的简易数字频率计。 本

5、设计的简易数字频率计主要由主控制器电路、波形变换电路、倍频放大电 路、键盘显示电路以及自制稳压电源电路等几部分组成。在实际科研和测量仪器 中, 希望当输入信号的频率在 1Hz10KHz,甚至更高频率，以及幅度在大范围变 化时, 输出信号的频率、 周期和脉冲宽度大小能按输入信号的调节实时显示, 且 误差小于 1%，甚至达到 0.01%的高精度。这就要求对电路进行优化设计,兼顾工 艺制造以及软件编程算法的准确性，才能设计出性价比更高、性能稳定的简易数 字频率计。 本设计系统基于 AVR mega128 单片机为主控制器，将数字电路控制转变成用 软件控制去实行，不但简化了电路结构，使系统易于控制，而

6、且使得系统性能更 加稳定，精度更高，从而了提高系统性价比。最终本系统可实现频率、周期测量 范围在信号为方波、正弦波时幅度为 0.5V5V；频率为 1Hz10KHz；测量误差 1%等等要求。 基于单片机的简易数字频率计设计 2 1.1 1.1 设计任务设计任务 设计并制作一台数字显示的简易数字频率计。 1.2 1.2 设计要求设计要求 （1）频率测量范围：信号为方波、正弦波；幅度为 0.5V5V；频率为 1Hz 10KHz；测量误差1%。 （2）周期测量范围：信号为方波、正弦波；幅度为 0.5V5V；频率为 1Hz 10KHz；测量误差1%。 （3） 脉冲宽度测量范围： 信号为脉冲波； 幅度为 0.5V5V； 脉冲宽度10ms。 测量误差1%。 （4）显示器：十进制数字显示，六位数显示，显示刷新时间 110 秒连续 可调，对上述三种测量功能分