【正文】 頻率顯示 脈沖計數(shù)及定時 浙江科技學(xué)院信息與電子工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 班級： 電子信息工程 A1 姓名： 連炎鑒 學(xué)號： 103023027 第 10 頁 共 36 頁 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件設(shè)計主要包括以下幾部分： AT89C2051 單片機(jī)、時鐘電路、顯示電路、信號接口電路、 5V 直流電壓供電電路。 浙江科技學(xué)院信息與電子工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 班級： 電子信息工程 A1 姓名： 連炎鑒 學(xué)號： 103023027 第 12 頁 共 36 頁 XTAL1： 振蕩器反向放大器的輸入端和內(nèi)部時鐘電路的輸入端。當(dāng)振蕩器工作時，持續(xù)兩個機(jī)器周期以上個高電平時就可以完成復(fù)位。 1 誤差的影響，可改成先測周期Tx，然后計算 fx 1Tx= 。 AT89C2051單片機(jī) 時鐘電路 顯示電路 被測信號 浙江科技學(xué)院信息與電子工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 班級： 電子信息工程 A1 姓名： 連炎鑒 學(xué)號： 103023027 第 8 頁 共 36 頁 頻率測量方法的選擇 目前頻率測量主要有 3種實現(xiàn)方法 。 6. 顯示電路 :顯示電路使頻率值在數(shù)碼管上顯示，供讀數(shù)。 為了保護(hù)本國利益，很多國家制定了嚴(yán)格的強(qiáng)制性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以限制不符合能耗、 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品進(jìn)口，特別是發(fā)達(dá)國家利用自身技術(shù)優(yōu)勢提高能效標(biāo)準(zhǔn)等級實質(zhì)上也是在提高市場準(zhǔn)入門檻， 這 也 意味著中國家電企業(yè)進(jìn)入 海外 市場的門檻進(jìn)一步提高 ， 所以對這些電器產(chǎn)品的性能進(jìn)行測試是必不可少的。而對于中高檔產(chǎn)品， 則要求有高分辨率，高精度，高穩(wěn)定度，高測量速率；除通常通用 頻率計 所具有的功能外，還要有數(shù)據(jù)處理功能，統(tǒng)計分析功能，時域分析功能等等。 因此，頻率的測量就顯得更為重要。人們對頻率測量范圍的追求是無止境的，在某些特殊的測試場合，要求頻率計的測量范圍足夠?qū)?，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，特別是高速芯片技術(shù)的發(fā)展，有些頻率計數(shù)器能夠直接測量 100 GHz以上的頻率。 課題的目標(biāo) 本頻率計設(shè)計 是基于芯片級的設(shè)計思想來實現(xiàn)的，充分利用 AT89C2051本身 硬件資源，形成最小硬件系統(tǒng) 。 2. 計數(shù)電路模塊 ： 計數(shù)電路模塊將對輸人信號進(jìn)行十進(jìn)制計數(shù)。 增大T可以提高測量精度，但在低頻段效果不理想。 芯片 及工具 介紹 本設(shè)計采用 的是 AT89C2051 芯片 ， AT89C2051 是 ATMEL公司生產(chǎn)的 低電壓 ，高性能 CMOS ８位單片機(jī)， 片內(nèi) 含有 2K 字節(jié)可 反復(fù) 擦寫 的 只讀存儲器 (PEROM)和 128 字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM） 。 XTAL2： 振蕩器反向放大器的輸出端。所有 I/O引腳都復(fù)位到 ”1”狀態(tài) ,當(dāng)復(fù)位輸入高電平。所以，為了提高測量低頻時的準(zhǔn)確度，即減少177。所以本設(shè)計 采用基于 AT89C2051的 數(shù)字頻率計 設(shè)計方案 。 5. 鎖存器 :鎖存器用來鎖存計數(shù)結(jié)果， 以及使 該結(jié)果得以較長時間的穩(wěn)定顯示。 課題設(shè)計的目的及目標(biāo) 課題的目的 近年來隨著 我 國家用電器企業(yè)的技術(shù)日趨成熟，以及出口市場的國際化，越來越多的制造商把目標(biāo)投向海外市場 。對 于低檔產(chǎn)品要求使用操作方便，量程足夠 寬，可靠性高，價格低。 本論文主要介紹頻率計的硬件結(jié)構(gòu) 和 軟件設(shè)計 。在機(jī)動車的防撞雷達(dá)和低功率通訊中繼站就需要這種性能的頻率計 來測量 [1]。 在設(shè)計中，使用 AT89C2051的 作為待測頻率信號的脈沖輸入計數(shù)部件，定時器 T1用來對脈沖信號的周期進(jìn)行計數(shù)。 它雖然由多個十進(jìn)制計數(shù)器組成，但采用 CPLD后，設(shè)計時只要先制作一個單個的十進(jìn)制計數(shù)器，然后再將多個 結(jié)構(gòu)相同的單個十進(jìn)制計數(shù)器在 CPLD內(nèi)部進(jìn)行連接就可組合成一個完整的計數(shù)電路模塊 。 (2)組合法 ： 組合測頻法是指在低頻時采用直接測量周期法測信號周期，然后換算成頻率這種方法可以在一定程度上彌補(bǔ)上述方法的不足，但是難以確定最佳分測點 ,且電路實現(xiàn)復(fù)雜。該單片機(jī) 采 用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)，并且兼容標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令 ，片內(nèi) 含有通用 8 位中央處理器的快速集成電路芯片， AT89C2051 是一種功能強(qiáng)大的單片機(jī)，它 有很高的性價比 而被廣泛深入的應(yīng)用。 AT89C2051 的振蕩特性 XTAL1 和 XTAL2 分別作為芯片內(nèi)部振蕩器的反向放大器的輸入端和輸出端，以由石英晶體或陶瓷振蕩器構(gòu)成。 RST： 復(fù)位輸入。 1 誤差所引起的測頻誤差將會大到不可允許的程度。 由于 基于 AT89C2051的數(shù)字頻率計的設(shè)計， 電路簡潔，功能實用，制作方便，調(diào)試簡單， 而且性能穩(wěn)定可靠 ，成本低廉 ， 特別適合于低成本的商品化開發(fā)生產(chǎn) 。 4. 計數(shù)器 :計數(shù)器的作用是對一個閘門信號中的被測信號脈沖 進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)結(jié)果即為被測頻率對所選用時基的相對值。 本設(shè)計 在電路設(shè)計中充分考慮了制作的特點 ，基于單片機(jī)技術(shù)而設(shè)計 了 一臺專用 頻率計， 其 電路簡潔，功能實用，制作方便，調(diào)試簡單， 而且性能穩(wěn)定可靠 ，成本低廉 ， 特別適合于低成本的商品化開發(fā)生產(chǎn) 。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 人們 對 頻率計 也提出了新的要求。 硬件部分通過 采用AT89C2051 單片機(jī) 構(gòu)成核心控制電路 ， 在設(shè)計中，使用 AT89C2051 的 口 作為待測頻率信號的脈沖輸入計數(shù)部件，定時器 T1 用來對脈沖 信號的周期進(jìn)行計數(shù)，測量結(jié)果 以十進(jìn)制數(shù)在 4 位 LED 數(shù)碼管上顯示 。 (2)高精度和高分辨率。 頻率 測量范圍 在 ~，測量結(jié)果 用兩位整數(shù)位和兩位小數(shù)位 以 在 4位 LED數(shù)碼管上顯示 。 3. 鎖存電路模塊 ： 鎖存電路模塊可使系統(tǒng)顯示電路的工作穩(wěn)定而可靠，避免計數(shù)電路模塊清零時引起顯示閃爍的現(xiàn)象。 (3)倍頻法 ： 直接測頻法在高頻段有很高的精度。 AT89C2051 的主要特性