毕业设计（论文）数字频率计的设计与实现.doc

目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘 要 1 一、 引 言 1 二、 数字频率计设计的任务与要求 1 三、 测量方案的论证与分析 2 1、 测量方法的分析 2 1.1 直接测频法 2 1.2 间接测量法（测周期法） 2 1.3 直接与间接相结合的方法 3 2、 硬件电路设计方案分析 4 2.1 中小规模数字集成电路 4 2.2 单片机AT89C51 4 四、 基于单片机的数字频率计的硬件设计 5 1、 系统硬件的构成 5 1.1 AT89C51单片机及其引脚说明 7 1.2 信号输入放大和整形电路 9 1.3 时基信号产生电路 10 1.4 复位电路 11 1.5 按键电路 11 1.6 显示电路 12 五、 数字频率计软件设计 14 1、 主程序设计 14 1.1 主程序流程图 14 2、 子程序设计 15 2.1 按键中断子程序 15 2.2 定时中断和计数中断子程序 16 2.3 周期中断子程序 16 2.4 超量程判断子程序 17 2.5 除法子程序 18 2.6 二进制转BCD子程序 19 2.7 显示程子序 20 六、 系统调试 20 1、 硬件调试 20 2、 软件调试 21 2.1 软件调试的步骤 21 2.2 调试过程中遇到的问题及解决方法 22 结 束 语 24 谢 辞 25 参考文献 26 附录A 程序 27 附录B 硬件电路图 36 摘 要 测量是人类认识和改造世界的重要手段，在各个历史时期，测量水平的高低可以反映一个国家科学技术发展的状况。特别在当今信息时代，通信技术日新月异，对频率准确的测量已成为通讯的基本条件之一。 在电子领域中，频率是最基本的参数之一，在检测技术，常常将一些非电量或其供电参量转换成频率进行测量测量。另外，在现代信息传输和处理中，在电磁波频谱资源利用技术中，对频率源的稳定度和准确度提出了越来越高的要求，也大大促进了时间频率测量技术的发展 本论文主要阐述了以AT89C51单片机为核心，利用它内部的定时／计数器完成待测信号频率的测量。单片机AT89C51内部具有2个16位定时／计数器，定时／计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出时中断要求的功能。其基本模块包括输入、切换逻辑、计数、单片机控制及显示模块，采用汇编语言。 测量采用了直接与间接相结合的方法，它避免了直接测量法对低频精度的不足，同时消除了间接测量方法对高频精度的不足，以达到设计要求。 关键词 测量　 频率 AT89C51 测频 引 言 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。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。本次设计的数字频率计以AT89C51为核心，在软件编程中采用的是汇编语言，测量采用了直接与间接相结合的方法，它避免了直接测量法对低频精度的不足，同时消除了间接测量方法对高频精度的不足，以达到设计要求。 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，幅度为5V，能产生所需频率的脉冲信号。 3.测量误差：≤1。 测量方案的论证与分析 测量方法的分析 测量方法通常有三种：直接测量法、间接测量法、直接与间接测量结合法。 直接测频法 这种方法的测量原理是：由于频率是单位时间内信号发生周期变化的次数，使得我们可以在给定的单位时间1S内（称为闸门）对被测信号的脉冲数计数，得到的脉冲个数就是被测信号的频率。 1S基准闸门信号被测信号 1S基准闸门信号 被测信号 实际检出信号 1S 经分析，本测量法在低频段的相对测量误差较大，即在低频段不能满足本设计的要求 间接测量法（测周期法） 虽然直接测频法可以测出单位时间内脉冲的个数即频率，但是对于较低频率的信号其检测误差会大大增大，例如1.8Hz的信号，在通过1秒的闸门时间内其0.8会被淹没，这是在设计中所不允许的。解决这种现象的办法就是改直接测频法为测周期法。其原理