基于单片机原理的数字频率计设计教程.doc

单片机原理及系统课程设计报告  PAGE 8 基于单片机原理的数字频率计设计 摘要 数字频率计是一个将被测频率显示出来的装置，其广泛应用于各个领域，在许多设计复杂、功能多样的电子设备中，都使用了数字频率计。数字频率计是数字测量技术中的一个典型应用，虽然一些数字频率计的功能复杂，但是使用起来既简单又方便。 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。 关键词: 单片机 89C51 LED Abstract Digital Cymometer count is a device for counting the Cymometer and display it. the device is widely used in many case .among the complicate , multi-function device ,we all use the dif . Digital cymometer meter is a digital circuit in a typical application, the actual hardware design of devices used in more complicated connection, poor reliability although some of the cymometer is complicate ,but it is very easy to use . So this design is mainly focus on 89C51. and late display on the LED. The system is easy to use not only ensure the degree ,and real-time right. The cymometer of the design of simple, portable, scalable, and applicable to a wide range. Keyword: SCM 89C51 LED 1 引言 本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用4个七段显示数码管动态显示频率的数值。测量范围从1Hz-10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1μs,10μs,100μs,1ms。用单片机实现自动测量功能。 2设计方案及原理 2.1任务分析与设计思路 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。在本次设计使用的AT89C51单片机，本身自带有定时器和计数器，单片机的T0、T1两个定时/计数器，一个用来定时，另一个用来计数，定时/计数器的工作由相应的运行控制位TR控制，当TR置1，定时/计数器开始计数；当TR清0，停止计数。在定时1s里，计数器计的脉冲数就是频率数，但是由于1s超过了AT89C51的最大定时，因此我们采用50ms定时，在50ms内的脉冲数乘以20就得到频率数，再转换为十进制数出即可。 2.2基本设计原理 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。它以测量周期的方法对方波的频率进行自动的测量。 单片机在采用了12MHz的晶体振荡器，采用定时和计数相结合的方法，选用定时/计数器T0作定时器，工作方式1产生50ms的定时，再用软件计数方式对它计数20次，就可得到一秒的定时，然后通过74HC4511译码器将显示管驱动以显示初测量结果。 3 硬件系统设计 3.1系统硬件的构成 本频率计的数据采集系统主要元器件是单片机AT89C51，由它完成对待测信号频率的计数和结果显示等功能，外部还要有分频器、显示器等器件。可分为以下五个模块：晶振电路、复位电路、译码转换、单片机系统、数码显示模块。各模块关系图如图1所示。 晶振电路 译码管 译码管 XTAL P1 AT89C51 P2 RTS P3 P3 译码管 译码管 译码管 译码管 译码管 译码管 复位电路 输入信号 图1 系统结构框图 3.2系统硬件模