單片機(jī)課程設(shè)計(jì)-基于單片機(jī)數(shù)字頻率計(jì)-文庫吧
2025-09-20 18:55 本頁面
【正文】 .............. 6 頻率輸入端口 ............................................... 8 時(shí)鐘電路 ................................................... 9 復(fù)位電路 ................................................... 9 液晶屏的顯示 (LCD1602) ..................................... 11 電源的輸入 ................................................ 11 3 軟件設(shè)計(jì) ............................................................. 12 軟件設(shè)計(jì)規(guī)劃 .................................................... 12 信號(hào)處理 .................................................. 12 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ............................................. 12 程序流程圖設(shè)計(jì) .................................................. 13 4 系統(tǒng)測(cè)試 ............................................................. 14 調(diào)試所用的基本儀器清單 .......................................... 14 調(diào)試結(jié)果 ........................................................ 14 測(cè)試結(jié)果分析 ................................................... 14 5 總結(jié) ................................................................. 15 參考文獻(xiàn) ............................................................... 16 附 錄 ................................................................. 17 4 1 前 言 用單片機(jī)和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的頻率計(jì)以 讀數(shù)直觀 、 數(shù)字準(zhǔn)確 、 功耗低 、 體積小 、 質(zhì)量輕 、信號(hào)穩(wěn)定 的優(yōu)點(diǎn) ， 解決了現(xiàn)有技術(shù)中各種數(shù)字儀表由外加干電池供電，不能連續(xù)在電路中工作的問題， 被電子工程人員廣泛應(yīng)用，并有著廣闊的 發(fā)展前景。 頻率計(jì)的基本原理是用一個(gè)頻率穩(wěn)定度高的頻率源作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，對(duì)比測(cè)量其他信號(hào)的頻率。通常情況下計(jì)算每秒內(nèi)待測(cè)信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)，此時(shí)我們稱閘門時(shí)間為 1秒。閘門時(shí)間也可以大于或小于一秒。閘門時(shí)間越長，得到的頻率值就越準(zhǔn)確，但閘門時(shí)間越長則 每 測(cè)一次頻率的間隔就越長。閘門時(shí)間越短，測(cè)的頻率值刷新就越快，但測(cè)得的頻率精度就受影響。 2 方案設(shè)計(jì) 功能要求 （ 1） 能測(cè)量 10HZ～ 500KHZ 的方波。 （ 2） 利用數(shù)碼管或者液晶顯示器顯示頻率。 方案論證 方案比較 方案一：本方案主要以單片 機(jī)為核心，利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)定時(shí)功能來實(shí)現(xiàn)頻率的計(jì)數(shù)并且利用單片機(jī)的動(dòng)態(tài)掃描法把測(cè)出的數(shù)據(jù)送到數(shù)字顯示電路顯示。其原理框圖如圖 11 所示： 圖 11 方案一 原理框圖 方案二：本方案主要以數(shù)字器件為核心，主要分為時(shí)基電路，邏輯控制電路，放大整形電路，閘門電路，計(jì)數(shù)電路，鎖存電路，譯碼顯示電路七大部分。其原理框圖信號(hào)放大電路 信號(hào)整形 單片機(jī)AT89c51 電路 數(shù)字顯示 電路 5 如圖 12 所示： 圖 12 方案二原理框圖 方案論證 方案一：本方案主要以單 片機(jī)為核心，被測(cè)信號(hào)先進(jìn)入信號(hào)放大電路進(jìn)行放大，再被送到波形整形電路整形，把被測(cè)的正弦波或者三角波整形為方波。利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器和定時(shí)器的功能對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。編寫相應(yīng)的程序可以使單片機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)量的量程，并把測(cè)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(cè)信號(hào)經(jīng)放大整形電路變成計(jì)數(shù)器所要求的脈沖信號(hào)，其頻率與被側(cè)信號(hào)的頻率相同。同時(shí)時(shí)基電路提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，其高電平持續(xù)時(shí)間 1s，當(dāng) 1s 信號(hào)來到時(shí)，閘門開通，被測(cè)脈沖信號(hào)通過閘門，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，直到 1s 信號(hào)結(jié)束閘門關(guān)閉，停止計(jì) 數(shù)。若在閘門時(shí)間 1s 內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)得的脈沖個(gè)數(shù)為 N，則被測(cè)信號(hào)頻率 Fx = NHz。邏輯控制電路的作用有兩個(gè)：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(jì)數(shù)器每次測(cè)量從零開始計(jì)數(shù)。 方案選擇 比較以上兩種方案可以知道，方案一的核心是單片機(jī)，使用的元器件少，原理電路簡(jiǎn)單，調(diào)試簡(jiǎn)單只要改變程序的設(shè)定值則可以實(shí)現(xiàn)不同頻率范圍的測(cè)試能自動(dòng)選擇測(cè)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(cè)量高頻的信號(hào)還需要加上分頻電路，價(jià)格相對(duì)高了點(diǎn)?；谏鲜霰容^ ，所以選擇了方案一 。 邏輯控制電路 時(shí)基電路 放大整形電路 閘門電路 計(jì)數(shù)器 鎖存器 譯碼顯示器
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