简单的数字频率计设计方案论文.docVIP

环境工程职业学院 毕业论文 课题：简易的数字频率计的设计 专 业 机械与电子学院 学生姓名 过 彤 班 级 0551102班 学 号 指导教师 张小波 目 录 摘要 3 前 言 1 第一章 绪论 2 1.1课题背景 2 1.2 课题研究的目的和意义 2 1.4数字频率计设计的任务与要求 2 第二章 数字频率计总体方案设计 3 1.1方案比较 3 1.2方案论证 4 1.3方案选择 4 第三章 数字频率计的硬件系统设计 5 3.1 数字频率计的硬件系统框架 5 3.2 数字频率计的主机电路设计 5 3.3数字频率计的信号输入电路设计 8 3.4数字频率计显示电路的设计 9 3.5数字频率计的计数电路的设计 12 3.6数字频率计电源模块的设计 15 第四章 数字频率计软件系统设计 16 4.1 软件设计规划 16 4.1.1信号处理 16 4.1.2中断控制 16 4.2.1定时器/计数器 17 4.2.2定时工作方式0 18 4.3程序流程图设计 18 4.3.1主程序流程 18 4.3.2 中断流程 20 第五章 数字频率计的仿真调试 22 参考文献 23 致 谢 24 附录（程序） 25 附录：数字频率计的系统原理图 28 摘要 本方案主要以单片机为核心，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，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。本频率计设计简洁，便于携带，扩展能力强，适用范围广。 [关键词]单片机，运算，频率计，LED数码管 朗显示对应的拉丁字符的拼音 ? 字典 - 查看字典详细内容 第一章 绪论 1.1课题背景 在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。 频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则每测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率，转速，声音的频率以及产品的计件等等。 1.2 课题研究的目的和意义 单片机数字频率计以其可靠性高、体积小、价格低、功能全等优点，广泛地应用于各种智能仪器中，这些智能仪器的操作在进行仪器校核以及测量过程的控制中，达到了自动化，传统仪器面板上的开关和旋钮被键盘所代替，测试人员在测量时只需按需要的键，省掉很多烦琐的人工调节，智能仪器通常能自动选择量程，自动校准。有的还能自动调整测试点，这样不仅方便了操作，也提高了测试精度。 1.4数字频率计设计的任务与要求 单片机控制的数字频率计 1.测频范围：10Hz~10KHz。为保证测量精度分三个频段 10Hz~100Hz，100Hz~1KHz，1KHz~10KHz，有超量程指示。 2.输入波形：函数信号发生器输出方波，矩形波，幅度为5V，能产生所需频率的脉冲信号。 3.测量误差：≤1。 第二章 数字频率计总体方案设计 1.1方案比较 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2.1所示： 图2.1 方案一原理框图 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2.2所示： 图2.2 方案二原理框图 1.2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