單片機簡易頻率計課程設(shè)計-wenkub
2023-07-11 12:46:45 本頁面
【正文】 OS工藝制造的8位微控制器，它提供下列標(biāo)準(zhǔn)特征：4K字節(jié)的程序存儲器，128字節(jié)的RAM,32條I/O線，2個16位定時器/計數(shù)器, 一個5中斷源兩個優(yōu)先級的中斷結(jié)構(gòu)，一個雙工的串行口, 片上震蕩器和時鐘電路。因此本此設(shè)計的系統(tǒng)包括信號放大整形電路、分頻電路、單片機AT89C51和顯示電路等?；驹O(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，其基本構(gòu)成框圖如圖2所示。但是本論文設(shè)計的是一個用單片機做為電路控制系統(tǒng)的數(shù)字式頻率計，采用脈沖定時測頻法，則在低頻率的測量時誤差會大一些。在1S定時內(nèi)所計脈沖數(shù)即是該脈沖的頻率。由于計數(shù)器計得的脈沖數(shù)N是在1秒時間內(nèi)的累計數(shù)，所以被測頻率fx=NHz。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號變成脈沖信號，其重復(fù)頻率等于被測頻率fx。 總體設(shè)計用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的一種測量裝置。傳統(tǒng)的頻率計通常是用很多的邏輯電路和時序電路來實現(xiàn)的，這種電路一般運行緩慢，而且測量頻率的范圍比較小。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了?？紤]到上述問題，本論文設(shè)計一個基于單片機技術(shù)的數(shù)字頻率計。它以測量周期的方法對正弦波、方波、三角波的頻率進行自動的測量。時間基準(zhǔn)信號發(fā)生器提供標(biāo)準(zhǔn)的時間脈沖信號，若其周期為1s，則門控電路的輸出信號持續(xù)時間亦準(zhǔn)確地等于1s。本系統(tǒng)采用測量頻率法，可將頻率脈沖直接連接到AT89C51的T0端，將T/C1用做定時器。見圖1：圖1測量時序圖由于T0并不與T1同步，并且有可能造成脈沖丟失，所以對計數(shù)器T0做一定的延時，以矯正誤差。采用脈沖周期測頻法則測高頻率時精度無法保證；采用脈沖數(shù)倍頻測頻法和脈沖數(shù)分頻測頻法則精度有所提高，但控制電路較復(fù)雜；采用脈沖平均周期測頻法則很難兼顧低頻信號的測量；而采用多周期同步測頻法，閘門時間與被測信號同步，消除了對被測信號計數(shù)產(chǎn)生的177。圖2由上圖可以看出，待測信號經(jīng)過放大整形電路后得到一個待測信號的脈沖信號，然后通過計數(shù)器計數(shù)，可得到需要的頻率值，最后送入譯碼顯示電路中顯示出來。本系統(tǒng)讓被測信號經(jīng)過放大整形后，進入單片機開始計數(shù),利用單片機內(nèi)部定時計數(shù)器定時，在把所記得的數(shù)經(jīng)過相關(guān)處理后送到顯示電路中顯示。引腳說明： 當(dāng)對0端口寫入1時，可以作為高阻抗輸入端使用。程序校驗時需要外接上拉電阻。當(dāng)對P1口寫1時，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉升為高電平，此時可以作為輸入端使用。P2口的輸出緩沖能驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。P2口在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如MOVX ＠ DPTR）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。 作為輸入口，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出電流（IIL）。但也要注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。顯示原理 我們測量的頻率最終要顯示出來。LED數(shù)碼管顯示器有兩種形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED數(shù)碼管顯示器；另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED數(shù)碼管顯示器。8個筆劃段hgfedcba對應(yīng)于一個字節(jié)（8位）的DDDDDDDD0，于是用8位二進制碼就能表示欲顯示字符的字
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