基于at89s52單片機的頻率計設計報告-文庫吧
2025-03-08 06:32 本頁面
【正文】 論：測頻法適合于測高頻信號。頻率計數(shù)器嚴格地按照公式進行測頻[4]。由于數(shù)字測量的離散性，被測頻率在計數(shù)器中所記進的脈沖數(shù)可有正一個或負一個脈沖的量化誤差，在不計其他誤差影響的情況下，測量精度將為： 應當指出，測量頻率時所產(chǎn)生的誤差是由N和T倆個參數(shù)所決定的，一方面是單位時間內(nèi)計數(shù)脈沖個數(shù)越多時，精度越高，另一方面T越穩(wěn)定時，精度越高。為了增加單位時間內(nèi)計數(shù)脈沖的個數(shù)，一方面可在輸入端將被測信號倍頻，另一方面可增加T來滿足，為了增加T的穩(wěn)定度，只需提高晶體振蕩器的穩(wěn)定度和分頻電路的可靠性就能達到。上述表明，在頻率測量時，被測信號頻率越高，測量精度越高。根據(jù)上述系統(tǒng)分析，頻率計系統(tǒng)設計共包括五大模塊：單片機控制模塊、電源模塊、放大整形模塊、分頻模塊及顯示模塊。各模塊作用如下：單片機控制模塊：以AT89S52單片機為控制核心，來完成它待測信號的計數(shù)，譯碼，和顯示以及對分頻比的控制。利用其內(nèi)部的定時／計數(shù)器完成待測信號周期／頻率的測量。單片機AT89S52內(nèi)部具有2個16位定時／計數(shù)器，定時／計數(shù)器的工作可以由編程來實現(xiàn)定時、計數(shù)和產(chǎn)生計數(shù)溢出時中斷要求的功能。(因為AT89C51所需外圍元件少，擴展性強，測試準確度高。)電源模塊：為整個系統(tǒng)提供合適又穩(wěn)定的電源，主要為單片機、信號調(diào)理電路以及分頻電路提供電源，電壓要求穩(wěn)定、噪聲小及性價高的電源。顯示模塊：顯示電路采用液晶LCD1602顯示，以便于觀測。綜合以上頻率計系統(tǒng)設計有單片機控制模塊、電源模塊、放大整形模塊及顯示模塊等組成，頻率計的總體設計框圖如圖2所示。圖2 頻率計總體設計框圖三、硬件電路具體設計根據(jù)系統(tǒng)設計的要求，頻率計實際需要設計的硬件系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：AT89S52單片機最小系統(tǒng)模塊、電源模塊、放大整形模塊及顯示模塊，下面將分別給予介紹。 AT89S52主控制器模塊 AT89S52的介紹8位單片機是MSC51系列產(chǎn)品升級版[5]，有世界著名半導體公司ATMEL在購買MSC51設計結構后，利用自身優(yōu)勢技術——（掉電不丟數(shù)據(jù)）閃存生產(chǎn)技術對舊技術進行改進和擴展，同時使用新的半導體生產(chǎn)工藝，最終得到成型產(chǎn)品。與此同時，世界上其他的著名公司也通過基本的51內(nèi)核，結合公司自身技術進行改進生產(chǎn)，推廣一批如51F020等高性能單片機。AT89S52片內(nèi)集成256字節(jié)程序運行空間、8K字節(jié)Flash存儲空間，支持最大64K外部存儲擴展。根據(jù)不同的運行速度和功耗的要求，時鐘頻率可以設置在033M之間。片內(nèi)資源有4組I/O控制端口、3個定時器、8個中斷、軟件設置低能耗模式、看門狗和斷電保護。不斷發(fā)展的半導體工藝也讓該單片機的功耗不斷降低。同時，該單片機支持計算機并口下載，簡單的數(shù)字芯片就可以制成下載線，僅僅幾塊錢的價格讓該型號單片機暢銷10年不衰。根據(jù)不同場合的要求，這款單片機提供了多種封裝，本次設計根據(jù)最小系統(tǒng)有時需要更換單片機的具體情況，使用雙列直插DIP40的封裝。AT89S52引腳如下圖3所示。圖3 AT89S52引腳圖 復位電路及時鐘電路復位電路和時鐘電路是維持單片機最小系統(tǒng)運行的基本模塊。復位電路通常分為兩種：上電復位（圖4）和手動復位（圖5）。 圖4 上電復位 圖5 手動復位有時系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)程序跑飛的情況，在程序開發(fā)過程中，經(jīng)常需要手動復位。所以本次設計選用手動復位。高頻率的時鐘有利于程序更快的運行，也有可以實現(xiàn)更高的信號采樣率，從而實現(xiàn)更多的功能[6]。但是告訴對系統(tǒng)要求較高，而且功耗大，運行環(huán)境苛刻?？紤]到單片機本身用在控制，并非高速信號采樣處理，所以選取合適的頻率即可。合適頻率的晶振對于選頻信號強度準確度都有好處。并聯(lián)2個30pF陶瓷電容幫助起振。
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