数字频率计设计-本科机械电子综合课程设计.doc

山东大学 （成人教育） 综合课程设计 题 目 数字频率计设计论文 学生姓名 姜忠超 年 级 2015级 函 授 站 烟台工程技术学院 专 业 机械电子工程 指导教师 孙松舜 目录 前言 1 第一章 2 （一）频率计概述 2 （二）频率计发展与应用 2 （三）频率计设计内容与要求 2 第二章 系统总体方案设计 3 （一）测频的原理 3 （二）总体思路 5 （三）具体模块 5 第三章 硬件电路具体设计 6 （一） AT89C52主控制器模块 6 （二）放大整形模块 8 （三）分频设计模块 9 1. 分频电路分析 9 2. 74LS161芯片介绍 10 3. 74LS151芯片介绍 11 4. 分频电路 12 （四）显示模块 12 1.数码管介绍 13 第四章 系统的软件设计 13 （一） 软件模块设计 13 （二）中断服务子程序 14 （三）显示子程序 15 （四）量程档自动转换子程序 16 （五）应用软件简介 17 1.Keil简介 17 2.protues简介 19 第五章 频率计的系统调试 19 （一）硬件调试 20 1.整形模块调试 20 2.分频模块调试 21 3.功能调试 22 （二）系统调试 22 1.系统软硬件调试 22 （三）误差分析 23 致谢 24 参考文献 25 附件：频率计源程序 26 摘要 频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。频率计主要是由信号输入和放大电路、单片机模块、分频模块及显示电路模块组成。AT89C52单片机是频率计的控制核心，来完成它待测信号的计数，译码，显示以及对分频比的控制。利用它内部的定时/计数器完成待测信号频率的测量。 在整个设计过程中，所制作的频率计采用外部分频，实现1Hz~1MHz的频率测量，而且可以实现量程自动切换流程。以AT89C52单片机为核心，通过单片机内部定时/计数器的门控时间，方便对频率计的测量。其待测频率值使用四位共阴极数码管显示，并可以自动切换量程，单位分别由3个发光二极管指示。本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，具有测量准确度高，响应速度快，体积小等优点。 关键词：频率计；单片机；计数器；量程自动切换， 前言 频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。由于频率信号抗干扰性强，易于传输，因此可以获得较高的测量精度。随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。 第一章 （一）频率计概述 数字频率计是计算机、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正弦信号、方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。传统的频率计采用测频法测量频率，通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成，产品不但体积大，运行速度慢而且测量低频信号不准确。本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，测量准确度高，响应速度快，体积小等优点[1]。 （二）频率计发展与应用 在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件。单片机作为最为典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。单片机已成为电子系统的中最普遍的应用。单片机作为微型计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛。其中以AT89C52为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大，派生产品最多，基本可以满足大多数用户的需要。 （三）频率计设计内容与要求 1、任务 设计并制作一台数字显示的简易频率计。 2、要求 （1）．基本要求 ①.频率测量 　　a．测量范围 信号：方波、正弦波； 幅度：0.5V～5V； 频率：1Hz～1MHz 　　b．测量误差≤0.1% ②.周期测量 　　a．测量范围 信号：方波、正弦波； 幅度：0.5V～5V； 频率：1Hz～1MHz 　　b．测量误差≤0.1% ③.脉冲宽度测量 　　a．测量范围 信号：脉冲波； 幅度：0.5V～5V； 脉冲宽度≥100μs 　　b．测量误差≤1% ④.显示器 十进制数字显示，显示刷新时间1～10秒连续可调，对上述三种测量功能分别用不