微機原理與單片機課程設(shè)計報告-基于單片機原理設(shè)計的數(shù)字頻率計-文庫吧
2025-01-03 23:37 本頁面
【正文】 的開發(fā)設(shè)計，實現(xiàn)頻率的測量，不但測量準確，精度高，而且誤差也很小。在這里，我們將介紹一種簡單、實用的基于單片機AT89C52的數(shù)字頻率計的設(shè)計和制作。 頻率計發(fā)展狀況由于當今社會的需要，對信息傳輸和處理的要求不斷提高，對頻率的測量的精度也需要更高更準確的時頻基準和更精密的測量技術(shù)。而頻率測量所能達到的精度，主要取決于作為標準頻率源的精度以及所使用的測量設(shè)備和測量方法。目前，測量頻頻的方法有直接測頻法、內(nèi)插法、游標法、頻差倍增法等等。直接測頻的方法較簡單，但精度不高。頻差倍增多法和周期法是一種頻差倍增法和差拍法相結(jié)合的測量方法，這種方法是將被測信號和參考信號經(jīng)頻差倍增使被測信號的相位起伏擴大，再通過混頻器獲得差拍信號，用電子計數(shù)器在低頻下進行多周期測量，能在較少的倍增次數(shù)和同樣的取樣時間情況下，得到比測頻法更高的系統(tǒng)分辨率和測量精度，但是仍然存在著時標不穩(wěn)而引入的誤差和一定的觸發(fā)差。在電子系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中，到處看見處理離散信息的數(shù)字電路。供消費用的冰箱和電視、航空通訊系統(tǒng)、交通控制雷達系統(tǒng)、醫(yī)院急救系統(tǒng)等在設(shè)計過程中都用到數(shù)字技術(shù)。 數(shù)字頻率計是現(xiàn)代通信測量設(shè)備系統(tǒng)中必不可少的測量儀器，不但要求電路產(chǎn)生頻率的準確度和穩(wěn)定度都高的信號，也要能方便的改變頻率。 本設(shè)計實現(xiàn)的功能本次采用單片機設(shè)計的數(shù)字頻率計主要實現(xiàn)以下幾個功能：（1）用6位數(shù)碼管顯示HZ、KHZ、MHZ三個頻段的待測脈沖信號頻率值；（2）頻率測量范圍從1HZ～1MHZ；（3）能測量正弦波，三角波，鋸齒波等多種波形信號的頻率值。 本設(shè)計的意義因為數(shù)字頻率計是計算機、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域必不可少的測量儀器，所以頻率的測量就顯得更為重要。在數(shù)字電路中，頻率計屬于時序電路，它主要由具有記憶功能的觸發(fā)器構(gòu)成。在計算機及各種數(shù)字儀表中，都得到了廣泛的應(yīng)用。本課題采用的是直接測頻式的頻率計，設(shè)計原理簡單、電路穩(wěn)定、測量精度高，大大的縮短了生產(chǎn)周期。2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計 設(shè)計方案介紹方案一：本方案主要以單片機為核心，被測信號先進入信號放大電路進行放大，再被送到波形整形電路整形，把被測得正弦波或者三角波為方波。利用單片機的計數(shù)器和定時器的功能對被測信號進行計數(shù)。編寫相應(yīng)的程序可以使單片機自動調(diào)節(jié)測量的量程，并把測出的頻率數(shù)據(jù)送到顯示電路顯示。方案二：本方案使用大量的數(shù)字器件，被測量信號放大整形電路變成計數(shù)器所要求的脈沖信號，其頻率于被測信號的頻率相同。同時時基電路提供標準時間基準信號，其高電平持續(xù)時間1s，當1s信號來到時，閘門開通，被測脈沖信號通過閘門，計數(shù)器開始計數(shù)，直到1s信號結(jié)束閘門關(guān)閉，停止計數(shù)。若在閘門時間1s內(nèi)計數(shù)器計得的脈沖個數(shù)為N，則被測信號頻率為N HZ。邏輯控制電路的作用有兩個：一是產(chǎn)生鎖存脈沖，是顯示器上的數(shù)字穩(wěn)定；二是產(chǎn)生清零脈沖，使計數(shù)器每次測量從零開始計數(shù)。方案一得核心是單片機，使用的元器件少，原理電路簡單，調(diào)試簡單只要改變程序的設(shè)定值則可以實現(xiàn)不同頻率范圍的測試能自動選擇測試的量程。與方案一相比較方案二則使用了大量的數(shù)字元器件，原理電路復(fù)雜，硬件調(diào)試麻煩。如要測量高頻的信號還需要加上分頻電路，價格相對高了點?；谏鲜?，所以選擇了方案一。 數(shù)字頻率計的原理數(shù)字式頻率計是測量頻率最常用的儀器之一，其基本設(shè)計原理是首先把待測信號通過放大整形，變成一個脈沖信號，然后通過控制電路控制計數(shù)器計數(shù)，最后送到譯碼顯示電路里進行顯示， 所示。 單片機的概述在實際的設(shè)計中，將AT89C52的P1口設(shè)置為接收數(shù)據(jù)端口，將P3口設(shè)置為第二功能。；8]。將P0口和P2口設(shè)置為發(fā)送數(shù)據(jù)端口。P0口的各引腳接到RP1的輸入端，用于段驅(qū)動；P2口用于位驅(qū)動。單片機復(fù)位端（RST）可采用內(nèi)部軟件復(fù)位，也可采用外部手動復(fù)位，實際操作也很方便。這里采用外部手動復(fù)位，： 單片機復(fù)位電路 晶體振蕩器電路 信號放大電路采用兩個NPN三極管級聯(lián)方式實
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