《等精度频率计》-毕业设计(论文).doc

精品论文 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 前言 3 第一章 概论 4 1．1课题研究的目的和意义 4 1.2 测量原理 4 1.3 等精度频率计计数测量误差 5 1.4 设计思路及技术指标 6 第2章 STC89C52单片机系统结构和原理 8 2.1 STC89C52单片机的简介 8 2.2单片机的一般结构 9 2.3 STC89C52存储器配置 11 2.4 引脚功能说明 12 2.5中断系统 15 2.5.1中断源 16 2.5.2 中断控制 17 第三章 硬件设计 18 3.1 硬件电路设计 18 3.2 电源电路 18 3.3 单片机控制部分 19 3.4 同步门控制电路 19 3.5计数电路 21 3.6 显示电路 23 3.6.1 1602的功能简介 23 3.6.2 1602与STC89C52的连接 24 第四章 软件设计 25 4.1 程序流程 25 4.1.1 系统主程序流程图 25 4.1.2 初始化液晶 27 4.1.3 初始化定时器 27 4.1.4定时器1溢出中断流程 27 4.1.5主循环 28 4.1.6 显示子程序 29 第5章 系统调试 31 5.1 硬件调试 31 5.2调试软件的介绍 31 5.2.1 Keil uvision3软件介绍 31 5.3调试 34 5.3.1 测频精度分析 34 5.3.2实验测试数据 35 附录一 完整的C语言源程序 40 附录二 系统设计原理图 47 附录三 系统设计PCB图 48 附录四 实物照片 49 附录五 元器件清单表 50 前言 随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测量仪器。频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。传统的频率计测量误差较大，等精度频率计以其测量准确、精度高、方便等优势将得到广泛的应用。 传统的测频方法有直接测频法和测周法，在一定的闸门时间内计数，门控信号和被测信号不同步，计数值会产生一个脉冲的误差。等精度测频法采用门控信号和被测信号同步，消除对被测信号计数产生的一个脉冲的误差。等精度频率测量方法消除了量化误差，可以在整个测试频段内保持高精度不变，其精度不会因被测信号频率的高低而发生变化。采用单片机作为控制核心的等精度频率计，可以充分利用单片机软件编程技术实现等精度测频。通过单片机对同步门的控制，使被测信号和标准信号在闸门时间内同步测量，为了提高精度，将电子计数功能转为测周期，采用多周期同步测量技术，实现等精度测量。 第一章 概论 本次设计的等精度频率计是一种用液晶显示被测信号频率的测量仪器.它的基本功能是测量方波信号。本文讲述了等精度频率计的工作原理以及其各个组成部分，记述了整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、以及对它们的调试、对调试结果的分析，最终得到实验结果。 1．1课题研究的目的和意义 测频一直以来都是电子和通讯系统工作的重要手段之一。高精度的测频仪有着广泛的市场前景。以往的测频仪都是在低频段利用测周期的方法、高频段用测频率的方法，其精度往往会随着被测频率的下降而下降。 基于传统测频原理的频率计的测量精度将随被测信号频率的下降而降低，在实用中有较大的局限性，而等精度频率计不但具有较高的测量精度，而且在整个测频区域内保持恒定的测试精度。所以等精度频率计有研究的价值。 1.2 测量原理 图1-1 等精度频率计测量原理图 基于传统测频原理的频率计的测量精度将随被测信号频率的变化而变化。传统的直接测频法其测量精度将随被测信号频率的降低而降低，测周法的测量精度将随被测信号频率的升高而降低，在实用中有较大的局限性，而等精度频率计不但具有较高的测量精度，而且在整个频率区域能保持恒定的测试精度。 等精度频率的测量原理图1-1 所示。频率为fx 的被测信号经通道滤波、放大、整形后输入到同步门控制电路和主门1（闸门），晶体振荡器的输出信号作为标准信号（时基信号）输入到主门2。被测信号在同步控制门的作用下，产生一个与被测信号同步的闸门信号，被测信号与标准信号（时基信号）在同步门控制信号的控制下。在同步门打开时通过同步门分别输入到事件计数器和时间计数器的信号输入端，计数器开始计数。同步门关闭时信号不能通过主门，计数器停止计数，单片机发出