《电子系统设计_209_蔡露 舒峰 王卿 张振鹏_信号频率测量仪》.pdf

苏州大学 城市轨道交通学院 电子系统设计 实验报告 专业：10 通信工程 学号：1042401011 姓名： 蔡露 指导教师：仲兴荣 2012 年12 月31 日 信号频率测量计 王卿1042401010 蔡露1042401011 张振鹏1042401012 舒峰1042401013 【摘要】： 数字频率计是现代科研生产中不可或缺的测量仪器，它以十进制 数显示被测频率，基本功能是测量方波，正弦波，三角波以及其它各 种单位时间内变化的物理量。 本系统采用AT89S52单片机智能控制，结合外围电子电路，设计的 频率计性能稳定。在软件设计上采用了单片机的C语言设计，通过单 片机内部定时/计数器同时动作，在测量频率时将测频率和测周期相 结合,提高了频率计的测量准确性。 测量结果在五位七段式数码管上输出显示，结果精确到整数位。 频率计的软件设计,系统软件设计简单明了,适用于测量频率从 1~10KHz的脉冲信号，输入信号大小0.1V到1V，精确度小于0.1%，系 统稳定可靠。 【关键词】： 数字频率计；AT89C52 单片机；方波正弦波三角波；过零比较 器；数码管显示 【正文】： 一.电子系统 课程设计要求 1) 输入被测信号正弦波、交流方波和交流三角波； 2) 输入被测信号的Vpp=0.1~1V； 3) 输入被测信号的频率范围0.001~10KHz； 4) 显示频率值 5) 测量误差 0.1% 二.实验器材 1.计算机一台 2.keil 软件 3.proteus 软件 4.89C52 单片机试验箱 三.实验思路 1.设计流程： •选择c语言编写代码，易于推广和交流，且基础扎实 •keil软件进行代码调试与优化，生成单片机可识别的 程序的编写 hex文件 •proteus是当下最好用的仿真单片机及外围器件的工具 •根据购买的单片机试验箱的型号绘制电路图，以方便 proteus仿真 在仿真成功后进行实物测试 •选用普中科技hc6800单片机试验箱 •各个功能模块完全独立设计，互不干扰，模块之间用 单片机试验 箱测试 排线可快速连接 2. 基本设计原理： 直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量 周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。 所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。 因此，只要计数出1 秒的时间内波形的个数，并用数码管加以显示， 再进行后期代码的调节与优化，减少测量误差，提高测量精度满足0.1% 的要求，即可完成基于51 单片机的频率计的设计。 根据设计要求，将设计分为四个模块： A 波形转化模块。将输入的各种幅值的方波，正弦波，三角波， 统一转化为峰峰值5Vpp 的方波，方便单片机P3.4 引脚检测到下降沿 并计数 B 1 秒的定时器模块。定时到到1S 时进入中断，显示计数器下降 沿的计数结果，即频率。 C 计数器模块。计数每秒下降沿个数，到1S 时输出结果并清零。 D 数码管显示模块。采用动态刷新法显示5 位频率输出结果。 3.实验器件介绍： （1）AT89S52 是一种低功耗、 高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在 线系统可编程Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技 术制造，与工业80C51 产品指令和引 脚完全兼容。片上Flash允许程序存 储器在系统可编程，亦适于常规编程 器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位 CPU 和在系统可编程Flash，使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统 提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针