毕业论文：一种基于单片机数字频率计的设计与实现

本科毕业论文（设计）题目：一种基于单片机数字频率计的设计与实现诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名：日期：第I页目录目录......................................................................I摘要....................................................................IIIABSTRACT.................................................................IV第一章绪论..............................................................11.1频率计概述...........................................................11.2频率计发展现状及研究概况.............................................11.3本课题研究背景及主要研究意义.........................................21.4数字频率计的种类.....................................................2第二章数字频率计的结构设计.................................................42.1控制电路.............................................................42.2单片机部分...........................................................52.3数据显示电路.........................................................62.4软件设计流程图.......................................................9第三章频率测量原理........................................................103.1测量频率的原理......................................................103.2直接测频法..........................................................10第四章系统设计............................................................114.1功能实现............................................................114.2硬件部分设计........................................................114.2.1信号放大电路......................................................114.2.2单片机AT89C52....................................................124.2.3测量数据显示电路..................................................134.3硬件电路工作过程....................................................144.3.1直接测频法的工作流程..............................................15第五章数字频率计的设计与仿真..............................................17第II页5.1电路的设计..........................................................175.1.1电路设计的内容和方法..............................................175.1.2电路设计的步骤....................................................185.2数字频率计的仿真....................................................19第六章减小误差措施及扩展方面..............................................236.1减小误差措施........................................................236.2扩展方面............................................................236.3功能上的完善........................................................246.3.1增加键盘控制......................................................246.3.2实现自动量程转换..................................................246.3.3液晶显示器（LCD）进行数据的显示...................................24结论......................................................................25参考文献....................................................................26致谢....................................................................27附录....................................................................281硬件设计原理图：..........................................................282数字频率计测量频率程序：..................................................29第III页一种基于单片机数字频率计的设计与实现摘要本文提出设计数字频率计的方案，重点介绍以单片机AT89C52为控制核心，实现频率测量的数字频率设计。测频的基本原理是采用在底频段直接测频法，在底频段直接测频法的设计思路，硬件部分由放大电路和整形电路，单片机和数计显示电路组成；软件部分由信号频率测量模块和数据显示模块等模块实现。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。设计的频率计范围能够达到1HZ~1MHZ,满足所要求的频率范围，测量精度较高。关键词:数字频率计;单片机AT89C52;频率测第IV页Basedonsingle-chipprocessordigitalfrequencyofthousandsofdesignandimplementationAbstractThisarticleproposesplandesigndigitalfrequencymeter,highlightingthedesigntakingmonolithicintegratedcircuitAT89C52asthecontrolcore,therealizationfrequencymeasurementofdigitalfrequencymeter.Selecteddesignideaswhichdirectlymeasuringfrequencylawinthehigh-bandandtestingcyclelawinthelow-band;Thehardwarepartiallyiscomposedbyenlargedcircuitandthereshapingcircuit、themicrocontrollerandthedatadisplayelectriccircuit;Thesoftwaredesignisachievedbymanyfunctionalmodules,suchasthesignalfrequencymeasurementmodule、thedatadisplaymoduleandsoon.Achievingcountingfunctionandconversionbetweencycleandfrequencybyusingcontrolfunctionsandmathematicsoperationabilityofmicrocontroller.Likethesethesurveyscopecanachieve1HZ~1MHZ,bothcanreachthefrequencyrangerequirementsdesigned,themeasuringaccuracyhigh。KeyWords:digitalfrequencymeter;microcontrollerAT89C52;Frequencymeasurments第1页第一章绪论1.1频率计概述频率是电子技术领域的一个基本参数，同时也是一个非常重要的参数，因此，频率测量已成为电子测量领域最基本最重要的测量之一。随着科学技术的不断发展提高，人们对科技产品的要求也相应的提高，数字化的电子产品越来越受到欢迎。频率计作为比较常用和实用的电子测量仪器，广泛应用于科研机构、学校、家庭等场合，因此它的重要性和普遍性勿庸质疑。数字频率计具有体积小、携带方便；功能完善、测量精度高等优点，因此在以后的时间里，必将有着更加广阔的发展空间和应用价值。比如：将数字频率计稍作改进，就可制成既可测频率，又能测周期、占空比、脉宽等功能的多用途数字测量仪器。将数字频率计和其他电子测量仪器结合起来，制成各种智能仪器仪表，应用于航空航天等科研场所，对各种频率参数进行计量；应用在高端电子产品上，对其中的频率参数进行测量；应用在机械器件上，对机器振动产生的噪声频率进行监控；等等。研究数字频率计的设计和开发，有助于频率计功能的不断改进、性价比的提高和实用性的加强。以前的频率计大多采用TTL数字电路设计而成，其电路复杂、耗电多、体积大、成本高。随后大规模专用IC（集成电路）出现，如ICM7216，ICM7226频率计专用IC，使得频率计开发设计变得简单，但由于价格较高，因此利用IC设计数字频率计的较少。现在，单片机技术发展非常迅速，采用单片机来实现数字频率计的开发设计，实现频率的测量，不但测量准确，精度高，而且误差也很小。在这里，我们将介绍一种简单、实用的基于单片机AT89C52的数字频率计的设计和制作。1.2频率计发展现状及研究概况由于当今社会的需要，对信息传输和处理的要求不断提高，对频率的测量的精度也需要更高更准确的时频基准和更精密的测量技术。而频率测量所能达到的精度，主要取决于作为标准频率源的精度以及所使用的测量设备和测量方法。目前，测量频频的方法有直接测频法、内插法、游标法、频差倍增法等等。直接测频的方法较简单，但精度不高。频差倍增多法