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课程设计(论文)-基于52单片机数字频率计系统设计报告
32页1、 基于AT89C52单片机数字频率计系统设计 院 系 惠州市技师学院 专 业 电子技术应用(音像)班 级 姓 名 摘 要在电子技术中,频率是最基本的参数之一,同时也是一个非常重要的参数,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。数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。本文中详细介绍了频率计的仿真及设计过程。本文设计了一种以单片机STC89C52为核心的数字频率计。介绍了单片机、放大整形模块、分频模块和LCD1602显示模块等各个模块的组成和工作原理。测量时,将被测输入信号送给单片机,通过程序控制计数,结果送LCD1602显示频率值。本次设计是以单片机STC89C52为控制核心,利用它内部的定时/计数器完成待测信号频率的测量。应用单片机的控制功能和数学运算能力,实现计数功能和频率的换算,最后显示测量的频率值。本次设计所制作的频率计外围电路简单,大部分功能都通过软件编程实现,利用单片机控制实现频率计的自动换挡功能;用单片
2、机中断控制端口实现频率的测量功能;通过分频电路实现对频率档位的控制。本次设计的频率计具有测量准确度高,响应速度快,体积小等优点。实现了1Hz4MHz范围的频率测量,而且可以实现量程自动切换。关键词:AT89C52;数字频率计;分频;放大电路I目 录摘 要I目 录II1 引言11.1研究背景及意义11.2 国内外研究现状12 总体方案设计22.1 数字频率计设计内容22.2 总体思路22.3 具体模块23 硬件设计43.1 电路设计的步骤43.2 STC89C52简介43.2.1STC89C52RC引脚功能说明63.2.2 单片机引脚分配83.3 信号调理及放大整形模块83.3.1 LM318介绍93.2.2 1N4733及74LS14介绍93.4 分频模块93.4.1 74LS161介绍103.4.2 74LS153介绍113.5 LCD显示和键盘113.5.1 LCD1602简介113.5.2 1602LCD的基本参数及引脚功能123.5.3 1602LCD的指令说明及时序134 软件设计144.1主程序流程图设计144.2 子程序流程图设计144.3 程序编写及仿真图设计165 系
3、统调试与实验186 总结19参考文献20附录211 引言1.1 研究背景及意义频率计是我们在电子电路实验中经常会用到的测量仪器之一,它能将频率用液晶显示器或者数码管直接显示出来,给测试带来很大的方便,使结果更加直接;且频率计还能对其他多种物理量进行测量,如声音的频率、机械振动的频率等,都可以先转变成电信号,然后用频率计来测量。研究频率计的设计与制作将会对我们的生活有很大意义。现代的频率计多是用LED数码管显示的,其结果不明确,表示也不直接,研究液晶显示的频率计的发展很有意义。数字频率计是一种用十进制数显示被测信号频率的数字测量仪器,被测信号可以是方波,三角波,正弦波或其它周期性信号。如果配上适当的传感器,还可以对多种物理量进行测量,比如转速,声音频率,机械振动的频率以及产品的计件等等。因此,数字频率计是一种应用很广泛的仪器,它的基本功能是测量方波信号、三角波信号、正弦信号以及其它各种单位时间内变化的物理量。它被广泛应用于航天、电子、测控等领域。1.2 国内外研究现状纵观现在的数字频率计,其基本原理都是一样的,频率是单位时间(1s) 内信号发生周期变化的次数,如果我们可以在给定的1s时间
4、内对信号波形进行计数,并将计数结果显示出来,就能读取被测信号的频率。数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间,同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号,然后通过计算这一段时间间隔内的脉冲数,将其换算后显示出来。这就是数字频率计的基本原理。但现在的频率计的显示部分都是LED数码管,显示内容是BCD码,不直观,如果用LCD液晶来显示,会使输出结果更直接,更便于观察。正因如此,所以未来数字频率计的发展必定会向液晶显示方向发展。随着数字电子技术的发展,频率测量成为一项越来越普遍的工作,测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。2 总体方案设计2.1 数字频率计设计内容本题主要研究以单片机为核心辅以信号处理电路实现对输入信号的频率进行测量。通过对信号预处理电路,包括信号放大电路、信号变换电路、信号整形电路和分频电路相关的理论知识,以及单片机工作原理、接口技术和编程命令及方法等知识的深入学习理解,在多种方案中选择并确定一种不论是硬件实现还是测量精度和测量范围指标较合适的方案,实现基于单片机的数字频率计设计。该设备通过信号预处理电路,将各种输入信号进行处理,使信号变成高低电平
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