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综合课程的设计的报告——简易数字频率计
综 合 课 程 设 计 报 告
题 目: 基于单片机的简易数字频率计设计
系 别: 电子信息与电气工程系
专 业: 电子信息工程
班 级:
姓 名:
导 师:
成 绩:
2014年 12 月 25 日
目 录
摘 要: 1
1 引言 1
1.1 设计任务 2
1.2 设计要求 2
2 系统设计 2
2.1 设计思路 2
2.2 总体方案设计与论证 2
2.3 各模块方案设计与论证 4
2.3.1 主控制模块方案的设计论证 4
2.3.2 波形变换模块方案的设计论证 4
2.3.3 键盘模块方案的设计论证 5
2.3.4 显示模块方案的设计论证 5
2.3.5 稳压电源模块方案的设计论证 6
2.4 方案确定 6
3 理论分析与计算 7
3.1 脉冲宽度测量 7
3.2 频率与周期测量 8
3.3 刷新时间 8
4 硬件设计 8
4.1 稳压电源电路设计 8
4.2 主控制电路设计 9
4.3 波形变换电路设计 9
4.4 倍频放大电路设计 10
4.5 键盘电路设计 11
4.6 显示电路设计 12
5 软件设计 12
6 系统测试 14
6.1 测试条件 14
6.2 测试仪器 14
6.3 测试方法和测试结果及分析 14
7 总结 16
8 参考文献 16
附录 17
附录1 部分器件清单 17
附录2 主函数程序及注释 17
摘 要
基于ATmega128单片机为主控制器,设计a128单片机内部定时器特有的捕获低频脉冲信号,并计数的功能,从而实现系统的制作。此外本系统由外置键盘实现刷新时间的调节,LCD12864液晶屏同步显示频率、周期、脉冲宽度以及刷新时间值。通过继电器的切换控制,实现了低频信号的倍频放大以便于测量。最终本系统可实现频率周期测量范围信号方波、正弦波幅度0.5V~5V;频率1Hz~1Hz;测量误差≤1%Tmega128 波形变换 倍频放大 继电器切换 LCD显示
1 引言
随着电子技术的不断发展,各种电子产品也层出不穷,种类繁多。但是每一种产品开发时都应该少不了对信号的检测,而检测信号的频率也是其中重要指标之一。本设计设计的目的就是要设计出一种高效,高精度,价格便宜符合广大群众要求的简易数字频率计。
本设计的简易数字频率计主要由主控制器电路、波形变换电路、倍频放大电路、键盘显示电路以及自制稳压电源电路等几部分组成。在实际科研和测量仪器中, 希望当输入信号的频率在1Hz~10KHz,甚至更高频率,以及幅度在大范围变化时, 输出信号的频率、周期和脉冲宽度大小能按输入信号的调节实时显示, 且误差小于1%,甚至达到0.01%的高精度。这就要求对电路进行优化设计,兼顾工艺制造以及软件编程算法的准确性,才能设计出性价比更高、性能稳定的简易数字频率计。
本设计系统基于AVR mega128单片机为主控制器,将数字电路控制转变成用软件控制去实行,不但简化了电路结构,使系统易于控制,而且使得系统性能更加稳定,精度更高,从而了提高系统性价比。最终本系统可实现频率周期测量范围信号方波、正弦波幅度0.5V~5V;频率1Hz~1Hz;测量误差≤1%设计并制作一台数字显示的简易频率计。设计要求(1)频率测量范围信号方波、正弦波;幅度0.5V~5V;频率1Hz~1Hz;测量误差≤%。
(2)周期测量范围信号方波、正弦波;幅度0.5V~5V;频率1Hz~1Hz;测量误差≤1%(3)脉冲宽度测量范围信号脉冲波;幅度0.5V~5V;脉冲宽度≥10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同颜色的发光二极管指示。()自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。频率测量范围信号方波、正弦波幅度0.5V~5V;频率1Hz~1Hz;测量误差≤%。由于信号有正弦波,这就要求电路设计时有信号放大整形电路,使信号转换为方波以便于软件设计时采集高低电平,捕获信号上升下降沿进行计数测量。又由于要求的频率为1Hz~1Hz,测量误差≤%,当频率较高时,计数测量的精度也较高,信号经
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