Verilog课程设 2 - 数字频率计Verilog课程设计 2 - 数字频率计.doc

文理学院 综合课程设计 所在院系 专业名称 电子信息工程 班级 信工1106班 题目 数字频率计 指导教师 梁赫西 成员 杜招 吴刚 完成时间 2013.12.20 一、设计任务及要求： 设计任务：设计一个以单片机为核心的频率测量装置 要 求：累计每秒进入单片机的外部脉冲个数 ，用LED管显示。 指导教师签名： 2013年12月20日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2013年12月 20日 1 设计任务书 1.1基本设计要求 设计一个以单片机为核心的频率测量装置。使用AT89C51单片机的定时器/计数器的定时和计数功能，外部扩展6位LED数码管，要求累计每秒进入单片机的外部脉冲个数，用LED数码管，要求累计每秒进入单片机的外部脉冲个数，用LED数码管显示出来。 (1)被测频率fx＜110Hz，采用测周法，显示频率×××. ×××；fx＞110Hz，采用测频法，显示频率××××××。 (2)利用键盘分段测量和自动分段测量。 (3)完成单脉冲测量，输入脉冲宽度范围是100?s～0.1s。 (4)显示脉冲宽度要求如下。 Tx＜1000?s，显示脉冲宽度×××。 Tx＞1000?s，显示脉冲宽度××××。 1.2实验原理 测量频率有测频法和测周法两种。 (1)测频法，利用外部电平变化引发的外部中断，测算1s内的波从而实现对频率的测定； (2)测周法，通过测算某两次电平变化引发的中断之间的时间，实现对频率的测定。简而言之，测频法是直接根据定义测定频率，测周法是通过测定周期间接测定频率。 理论上，测频法适用于较高频率的测量，测周法适用于较低频 率的测量。 经过调校，在测量低频信号时，本项目中测频法精度已高于测 周法，故舍弃测周法，全量程采用测频法 2设计阐明 2.1设计内容 （1）用keil C51编写软件，再用proteus进行仿真。 （2）按照proteus仿真图进行实物连接。 （3）测试。 2.2设计要求 须采用测频法测出外部脉冲的频率，并把频率用led数码管显示出 来，软件必需用到单片机的计数器/定时器功能和中断功能，并且 有复位按键。 2.3设备及工作环境 （1）硬件：计算机一台、单片机实验箱一台、通信电缆一根。 （2）软件：proteus、keil C51、windows操作系统。 3系统方案整体设计 3.1设计思路 利用单片机的定时器功能，产生1秒定时，在这1秒内利用外部中断对外部脉冲进行计数。这样，中断次数就是我们要的外部脉冲的频率。 然后用单片机的并行I/O口控制LED数码管并显示出频率。 3.2系统整体框图 图1 系统整体框图 4硬件设计 4.1系统硬件设计 4.1.1 单片机 可以选用多种单片机，不同的单片机可能有不同的程序设计和电路连接，这里选用AT89C52RC，它与AT89C51兼容。 4.1.2 LED数码管 本设计可以采用一块6位七段LED数码管，也可以用6块单独的LED数码管来连接，但后者连接线比较多，容易出错。由于市面上6位七段LED数码管很难买到，我采用的是一块4位七段LED数码管和一块2位七段LED数码管来实现6位七段LED数码管的功能。 4.2系统工作原理论述 该系统主要由6部分组成：测试部分，定时部分，复位部分，时钟频率产生部分，处理部分和显示部分。其中测试部分是由单片机INTO口的输入中断来完成；定时部分由单片机内的TO定时器产生一秒的定时；复位部分是通过按压式开关向单片机的RST引脚输入高电平使单片机复位；时钟频率产生部分是由一块12MHz晶振和两块30pF的电容组成，产生机器周期为1us；处理部分是通过单片机内的处理程序把从测试部分得出的数据进行处理，最后送给LED数码管显示；显示部分是由LED数码管组成的，显示出单片机中经处理后的最后的数据，即外部脉冲频率。 5软件设计 5.1分析论证 该系统的设计主要采用了6位LED数码管，单片机内部16位定时器和外部