以单片机为核心的频率计实训报告.docVIP

《单片机原理及应用》 课程设计已经深入到国民经济与人民生活的各个领域。《》课程已被几乎所有工科院校中仪器仪表、测控技术、机电一体化、电子、通信、计算机等类专业列为本科主干专业课程，是培养现代电子技术应用类专业人才的重要技术课程。通过本课程的学习，为今后在相关领域中从事与单片机有关的设计、开发、应用等工作打下良好的基础。  一、摘要 1 二、课程设计目的 1 三、课程设计要求 2 四、频率计设计任务及要求 2 1． 设计任务 2 2． 设计要求 2 五、方案设计 3 1.方案论证 4 2．方案选择 4 六、芯片的选择与控制 4 1.单片机AT89C51的介绍 4 2. 74LS245芯片的介绍 7 3. LED数码管显示器介绍 8 七、各模块电路设计 10 1、电路原理图 10 2、电路流程图 11 3、控制电路 11 4、时钟电路 11 5、显示电路 12 八、仿真与调试 13 1、电路仿真图 13 2、矩形波仿真 14 3、三角波仿真 14 4、锯齿波 15 5、正弦波仿真 15 6、拓展功能实现 16 九、心得体会 17 参考文献 17 附录： 18 一、摘要 设计以单片机为核心，被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被送到波形整形电路整形，把被测的正弦波或者三角波整形为方波。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。编写相应的程序可以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。 本设计的目的是通过在对单片机原理及应用的学习，以及查阅资料，培养自学与动手能力，把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中，不断的补充不知道的内容、巩固所学，和队友的分工合作、相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。 二、课程设计目的 课程设计作为独立的教学环节，是及相关专业集中实践性环节系列之一，是学习完《单片机原理及应用》课程后，并在进行相关课程设计基础上进行的一次综合练习。 单片机课程设计学生通过查阅资料、接口设计、程序设计、安装调试等环节/计数器、中断、片内外存贮器、I/O接口、串行口等。使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，强化单片机应用电路的设计与分析能力提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风；培育学生综合运用理论知识解决问题的能力。 2． 设计要求 （1） 测量被测信号的频率，要求如下： （2）信号波形：方波，正弦波，锯齿波，三角波等； （3）信号频率：1Hz~100kHz； （4）显示：外部扩展6位LED数码管显示。 （5）@测量出周期，并用按键实现频率和周期间的互相转换； （6）@显示刷新时间1~10秒连续可调； （7）☆实现其他功能。 五、方案设计 方案一：本方案主要以单片机为核心，利用单片机的计数定时功能来实现频率的计数并且利用单片机的动态扫描法把测出的数据送到数字显示电路显示。其原理框图 如图1所示 ： 图1 方案原理框 方案二：本方案主要以数字器件为核心，主要分为时基电路，逻辑控制电路，放大整形电路，闸门电路，计数电路，锁存电路，译码显示电路七大部分。其原理框图如图2所示： 图2 方案原理框 1.方案论证 方案一：本方案主要以单片机为核心，被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被送到波形整形电路整形，把被测的正弦波或者三角波整形为方波。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。编写相应的程序可以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。 方案二：本方案使用大量的数字器件，被测信号经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号，其频率与被侧信号的频率相同。同时时基电路提供标准时间基准信号，其高电平持续时间1s，当1s信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到1s信号结束闸门关闭，停止计数。若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率Fx = NHz。逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲，是显示器上的数字稳定；二是产生清零脉冲，使计数器每次测量从零开始计数。 2．方案选择 比较以上两种方案可以知道，方案一的核心是单片机，使用的元器件少，原理电路简单，方案二则使用了大量的数字元器件，原理电路复杂，硬件调试麻烦。基于上述比较，所以选择了方案一。 六、芯片的选择与控制 1.单片机AT89C51的介绍 89C51是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器，它提供下列标准特征：4K字节的程序存储器，128字节的RAM,32条I/O线，2个16位定时器/计数器, 一个5中断源两个优先级的中断结构，一个双工的串行口, 片上震荡器和时钟电路。 （1）AT8