基于单片机的数字频率计的设计(毕业设计)教学教材.ppt

指导老师： 答辩人： 专 业： 年 级： ;论文概要;论文主体结构;总系统设计与分析;1.2 设计思路 测频的原理归结成一句话，就是“在单位时间内对被测信号进行计数”。常用的频率测量方法主要有两种：直接测频法和间接测频法（即测周期法）。直接测频法在低频段的相对测量误差较大，故常用于测量高频信号；测周期法在高频段的相对测量误差较大，更适合于测量低频信号由于本次设计的实际测量范围为1Hz～200KHz左右，主要是针对在低频段的测量，且由于单片机具有程序运算功能，频率为周期的倒数，这样使得频率测量与周期测量可以互通，故此次设计采用间接测量法（测周期法）。其原理图如下所示： ;1.3 电路设计 数字频率计系统设计共包括四大模块：单片机控制模块、电源模块、放大整形模块及ＬＥＤ显示模块。 数字频率计设计总框图如下：;1.4 原理图;AT89C51路构成的单片机电路;2.2 电源电路 本电路主要应用整流系统和稳压器LM317 组成的电压源电路来实现最终设计，在此电路中，经过整流滤波和LM317自身的稳压作用，所以使电路的稳定性增加。本设计主要基于输出电压、范围设计，设计原理图如下所示： ;2.3 放大整形电路 放大电路由晶体管2N4123与74LS00等组成，其中2N4123组成放大器将输入频率为fX的周期信号如正弦波、三角波等进行放大。与非门74LS00构成施密特触发器，它对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。放大整形电路如下图所示： ;2.4 显示电路 显示模块由频率值显示电路和量程转换指示电路组成。频率值显示电路采用四位共阳极数码管动态显示频率计被测数值。量程转换指示电路由三个LED分别指示2KHz、20KHz及200KHz档，使读数简单可观。 ; 总设计仿真与调试;(a) (b) (c) (d) ;3.2放大整形电路的仿真 放大整形电路的仿真结果如图15所示： ;(b)方波整形仿真结果; 图(a)为输入正弦波信号时的情况，由仿真结果看出输出为矩形脉冲信号，调节滑动变阻器的阻值可以改变输出方波信号的占空比。其中，放大整形电路所提供的直流电源为+5V，幅度为10V，频率为1KHz，输出结果如上。图(b)为输入方波信号时的情况，由仿真结果看出输出为矩形脉冲信号。其中，直流电源为+5V，频率为1KHz，输出结果如上所示。由仿真结果看出，所设计的放大整形电路满足设计要求，具体参数可以根据实际情况改变，但输入信号的峰峰值要求不大于30V。由于元件库中没有锯齿波信号输入，所以设计中没对锯齿波信号输入的情况进行仿真，但根据理论分析是完全能够实现的。;3.3单片机电路的仿真 由AT89C51组成的单片机电路仿真结果如下所示： ;(b) 量程档位为20KHz的仿真结果;(c) 量程档位为200KHz的仿真结果;仿真结果分析;系统的优缺点;系统改进及扩展;结论与谢辞; 通过这一阶段的努力，我的毕业论文《基于单片机的数字频率计的设计》终于完成了，这意味着大学生活即将结束。在大学阶段，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。在本论文的写作过程中，我的指导老师胡波老师给予了我很大的帮助，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出论文中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。 写作毕业论文是一次再系统学习的过程，毕业论文的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。我将铭记我曾是一名机电学院的学子，在今后的工作中把机电学院的优良传统发扬光大。感谢各位老师的批评指导。;谢谢各位老师和同学！