单片机课程设计-数字频率计.docx

《单片机技术》课程设计说明书 数字频率计 院、 部： 电信学院 学生姓名： 贺音杰 指导教师： 肖冬瑞职称助教 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 1205 班 学 号： 11301040243 完成时间： 2015年6月 PAGE PAGE # 数字频率计具有体积小、携带方便；功能完善、测量精度高等优点，因此在 以后的时间里，必将有着更加广阔的发展空间和应用价值。 研究数字频率计的设 计和开发，有助于频率计功能的不断完善、性价比的提高和实用性的加强。 本课程设计是一个基于单片机技术的数字频率计。本文从频率计的原理出 发，介绍了基于单片机的数字频率计的设计方案， 选择了实现系统得各种电路元 器件。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。 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。 该设计经过反反复复仿真、调试发现问题所在，将其问题解决。该设计功能 具有测量信号频率、周期、脉宽、占空比。测量速度快，准确度高。 关键字：数字频率计；单片机；计数器；定时器； LED数码显示管 TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 1 频率计概述 1 \o Current Document 1.1数字频率计简介 1 \o Current Document 1.2数字频率计的基本原理 1 \o Current Document 1.3设计课题总体方案介绍及工作原理说明 2 \o Current Document 2硬件系统的设计 4 \o Current Document 2.1硬件系统各模块功能简要介绍 4 \o Current Document 2.2硬件电路主要部分的介绍 5 2.2.1 AT89S52 芯片 5 2.2.2数码管电路 6 2.2.3独立键盘电路 7 2.2.4复位电路 7 2.2.5晶振电路 8 2.2.6 电源电路 9 2.2.7下载口电路 9 \o Current Document 3软件系统的设计 10 \o Current Document 3.1使用单片机资源的情况 10 \o Current Document 3.2软件系统各模块功能简要介绍 10 \o Current Document 3.3设计原理简介 10 \o Current Document 3.4软件系统程序流程框图 11 \o Current Document 4设计误差分析及总结 14 \o Current Document 4.1误差分析 14 \o Current Document 4.2频率计的使用说明 14 \o Current Document 4.3实物的运行分析 14 \o Current Document 4.4设计总结 15 \o Current Document 参考文献 16 致谢 17 附录A 18 \o Current Document 附录B 21 PAGE PAGE # 1频率计概述 1.1数字频率计简介 数字频率计又称为数字频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的 电子测量仪器，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 是测量方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。 本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，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。 1.2数字频率计的基本原理 数字频率计最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数 为N时，则被测信号的频率f=N/T （如图1所示）。 git |川丨丨| III ■* 也时间T内 N次巫芨 图1 频率测量原理 频率的测量实际上就是在1s时间内对信号进行计数，计数值就是信号频 率。用单片机设计频率计通常采用的办法是使用单片机自带的计数器对输入脉冲 进行计数；好处是设计出的频率计系统结构和程序编写简单， 成本低廉，不需要 外部计数器，直接利用所给的单片机最小系统就可以实现。缺陷是受限于单片机 计数的晶振频率，输入的时钟频率通常是单片机晶振频率的几分之一甚至是几十 分之一，在本次设计使用的 AT89C51单片机，由于检测一个由“ 1”至厂0”的跳 变