【正文】 目 錄 一、引言 ............................................................... 1 數(shù)字頻率計(jì)的發(fā)展和意義 ........................................ 1 數(shù)字頻率國內(nèi)外的發(fā)展形勢 ..................................... 1 二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ..................................................... 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 ................................................... 3 測頻方法 ........................................................ 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 ................................................... 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 ................................................... 4 三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..................................................... 5 單片機(jī)模塊 ...................................................... 5 AT89C52 介紹 ................................................. 5 單片機(jī)引腳分配 ............................................. 6 復(fù)位電路 .................................................... 6 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ................................................. 6 電源模塊 ........................................................ 7 電源變壓器 .................................................. 8 整流電路 .................................................... 8 濾波電路 .................................................... 9 穩(wěn)壓電路 .................................................... 9 電源模塊原理圖 .............................................. 9 放大整形模塊 .................................................. 10 與非門 74LS00 ............................................... 10 放大整形模塊原理圖 ......................................... 10 分頻模塊 ....................................................... 11 分頻器 74LS161 芯片 ......................................... 11 多路選擇器 74LS151 芯片 ..................................... 12 分頻模塊原理圖 ............................................. 12 顯示電路 ....................................................... 13 頻率數(shù)值顯示電路 ........................................... 13 頻率數(shù)值單位顯示電路 ....................................... 14 四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................... 15 開始 ............................................................ 15 初始化模塊 ..................................................... 15 頻率測量模塊和量程自動切換模塊 ............................. 16 顯示模塊 ....................................................... 17 延時(shí)模塊 ....................................................... 17 五、數(shù)字頻率計(jì)仿真 .................................................. 18 電源模塊仿真 .................................................. 18 放大整形電路仿真 .............................................. 19 仿真軟件 MULTISIM 仿真整形電路 ......................... 19 仿真放大整形電路 ........................................... 19 頻率計(jì)仿真 ..................................................... 20 用 KEIL 軟件 ................................................ 20 使用軟件 Proteus 仿真頻率計(jì) ................................. 21 頻率計(jì)仿真運(yùn)行調(diào)試 ......................................... 22 六、結(jié)論 ............................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ............................................... 錯誤 !未定義書簽。 致謝 .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 A .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 程序源代碼 .......................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 B .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 仿真效果圖 .......................................... 錯誤 !未定義書簽。 1 基于單片機(jī)的數(shù)字頻率計(jì) 一、引言 數(shù)字頻率計(jì)的發(fā)展和意義 隨著電子技術(shù)的飛 速發(fā)展，各類分立電子元件及其所構(gòu)成的相關(guān)功能單元，已逐步被功能更強(qiáng)大、性能更穩(wěn)定、使用更方便的集成芯片所取代。由集成芯片和一些外圍電路構(gòu)成的各種自動控制、自動測量、自動顯示電路遍及各種電子產(chǎn)品和設(shè)備已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，更新?lián)Q代速度可謂日新月異。 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(fèi)用的 冰箱 和電視、 航空 通訊系統(tǒng)、交通控制雷達(dá)系統(tǒng)、醫(yī)院急救系統(tǒng)等在設(shè)計(jì)過程中 都 用到數(shù)字技術(shù)。 數(shù)字頻率計(jì)是現(xiàn)代通信測量設(shè)備系統(tǒng)中不可缺少的測量儀器，不但要求電路產(chǎn)生頻率準(zhǔn)確的和穩(wěn)定度高的信號，而且能方便 的改變頻率。 與傳統(tǒng)的測量方式相比，運(yùn)用了單片機(jī)頻率計(jì)有著體積更小，運(yùn)算速度更快，測量范圍更寬和制作成本更低的優(yōu)點(diǎn)。由于傳統(tǒng)的頻率計(jì)中有許多功能是依靠硬件來實(shí)現(xiàn)的，而采用單片機(jī)測量頻率之后，有許多以前需要用硬件才能實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在僅僅依靠軟件編程就能實(shí)現(xiàn)，而且不同的軟件編程代碼能夠?qū)崿F(xiàn)不同的功能，從而大大降低了制作成本。 數(shù)字頻率計(jì)主要實(shí)現(xiàn)方法有直接式、鎖相式、直接數(shù)字式和混合式四種。直接式的優(yōu)點(diǎn)是速度快、相位噪聲低，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、雜散多，一般只應(yīng)用在地面雷達(dá)中。鎖相式和直接數(shù)字式都同時(shí)具有容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列化、 小型化、模塊化和工程化的特點(diǎn)，其中，鎖相式更是以其容易實(shí)現(xiàn)相位同步的自動控制且低功耗的特點(diǎn)成為眾多業(yè)內(nèi)人士的首選，應(yīng)用最為廣泛。 數(shù)字頻率國內(nèi)外的發(fā)展形勢 在國際上數(shù)字頻率計(jì)的分類很多。 按功能分類，電子計(jì)數(shù)器有通用和專用之分。通用型計(jì)數(shù)器是一種具有多種測量功能、多種用途的萬能計(jì)數(shù)器，它可測量頻率、周期、多周期平均值、時(shí)間間隔、累加計(jì) 2 數(shù)、計(jì)時(shí)等。專用計(jì)數(shù)器指專門用來測量某種單一功能的計(jì)數(shù)器。 按頻段分類有低速頻率計(jì)數(shù)器、中速頻率計(jì)數(shù)器、高速頻率計(jì)數(shù)器和微波頻率計(jì)數(shù)器之分。其中低速頻率計(jì)數(shù)器最高計(jì)數(shù) 頻率小于 10MHZ；中速頻率計(jì)數(shù)器最高頻率計(jì)數(shù)頻率為 10 到 100MHZ；高速頻率計(jì)數(shù)器最高計(jì)數(shù)頻率大于 100MHZ；微波頻率計(jì)數(shù)器的測頻范圍為 1到 80GHZ 或更高。 數(shù)字電路制造工業(yè)的進(jìn)步，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的功能，從而提高系統(tǒng)可靠性和速度?，F(xiàn)如今，數(shù)字頻率計(jì)已經(jīng)不僅僅是測量信號頻率的裝置了，還可以測量方波的脈寬。在人們的生產(chǎn)生活中數(shù)字頻率計(jì)也發(fā)揮著越來越重要的作用，比如有數(shù)字頻率計(jì)來監(jiān)控生產(chǎn)過程，這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況，以便給人們爭取時(shí)間處理。 除此之外，它還可以應(yīng)用于 工業(yè)控制等其它領(lǐng)域。在傳統(tǒng)的電子測量儀器中，示波器在進(jìn)行頻率測量時(shí)測量精度較低，誤差較大。頻譜儀可以準(zhǔn)確的測量頻率并顯示被測信號的頻譜，但測量速度較慢，無法實(shí)時(shí)快速地跟蹤捕捉到被測信號的頻率變化。正是由于頻率計(jì)能夠快速準(zhǔn)確地捕捉到被測信號頻率的變化，因此頻率計(jì)擁有非常廣泛的應(yīng)用范圍。 目前，市場上的頻率計(jì)廠家可分為三類： 中國 大陸廠家、中國 臺灣 廠家、歐美廠家。其中，歐美頻率計(jì)廠家所占有的市場份額最大。 歐美頻率計(jì)廠家主要有： Pendulum Instruments 和 Agilent 科技。 現(xiàn)如今，對于頻率計(jì)的設(shè)計(jì)目前也有專用芯片可以實(shí)現(xiàn)，如利用 MAXIM 公司的ICM7240 來設(shè)計(jì)頻率計(jì)，但由于這種芯片的計(jì)數(shù)頻率比較低，遠(yuǎn)不能達(dá)到在一些場合而要測量很高的頻率要求，而且測量精度也受到芯片本身的限制，因此提出用 AT89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)頻率計(jì)來解決這些問題，從而實(shí)現(xiàn)高精度，寬范圍測量的頻率計(jì)的設(shè)計(jì)。 3 二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 本課題設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 10HZ— 2MHZ； ； ； 、三角波及正弦波等多種波形。 測頻方法 在頻率、速度等脈沖類測量過程中，采集指定的脈沖個數(shù)，與過程時(shí)間比較來測定頻率、速度。這樣的采樣方式就是定數(shù)采樣或定脈沖采樣。這種方