基于單片機(jī)的數(shù)字頻率計設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2024-08-14 18:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 單片機(jī) AT89C52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。 放大整形模塊： 放大電路是對待測信號的放大，降低對待測信號幅度的要求。整形電路是對一些不是方波的待測信號轉(zhuǎn)化成方波信號，便于測量。 分頻模塊：考慮單片機(jī)外部計數(shù)， 使用 12 MHz 時鐘時，最大計數(shù)速率為500 kHz，因此需要外部分頻。 分頻電路用于擴(kuò)展單片機(jī)頻率測量范圍，并實現(xiàn)單片機(jī)頻率測量使用統(tǒng)一信號，可使單片機(jī)測 頻更易于實現(xiàn)，而且也降低了系統(tǒng)的測頻誤差。 顯示模塊： 采用液晶顯示屏顯示。 綜合以上頻率計系統(tǒng)設(shè)計有 單片機(jī)控制模塊、 放大整形模塊、 分頻模塊及顯示模塊等組成。 第三章 硬件電路的具體設(shè)計 信號處理電路 因為在單片機(jī)計數(shù)中只能對脈沖波進(jìn)行計數(shù)，而實際中需要測量頻率的信號是多種多樣的，有脈沖波、還有可能有正弦波、三角波等，所以需要一個電路。把待測信號轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行計數(shù)的脈沖波。 所以需要設(shè)計一個整形電路 ，則在測量的時候，首先通過整形電路將正弦波或者三角波轉(zhuǎn)化成脈沖波。在 整形之前由于不清楚被測信號的強(qiáng)弱情況， 所以在通過整形之前 需要進(jìn)行 放大衰減處理。當(dāng)輸入信號電壓幅度較大時，通過輸入衰減電路將電壓幅度降低。當(dāng)輸入信號電壓幅度較小時， 則調(diào)節(jié)輸入放大的增益， 被測信號得以放大 。 因為單片機(jī)的 I/O 口需要達(dá)到一定的電壓才能夠?qū)ǎ虼吮仨氁ＷC輸入信號足夠強(qiáng)。其次，單片機(jī)對輸入信號是通過采樣的方式進(jìn)行辨識的，如果信號沒有經(jīng)過整形，存在 較多毛刺，或者高低不同的電平，那會使采樣的誤差較大，失真度較高 。 放大整形電路包括信號放大和信號整形， 運算放大器采用 UA741 構(gòu)成，整形電路采用 555，利用施密特觸發(fā)器將邊緣緩慢變化的周期信號如三角波，正弦波的模擬信號變換成同頻率的矩形脈沖。 分頻模塊設(shè)計 由于本次設(shè)計的測量頻率范圍為 11MHZ，量程范圍較大，單片機(jī)不能直接測量，需要先將頻率范圍分段，對于不同的頻率段需要采用不同的分頻。本設(shè)計采用兩個 74HC393 計數(shù)器，連接成一個分頻電路。 74HC393 由兩個 2 分頻， 2個 4 分頻， 2 個 8 分頻， 2 個 16 分頻組成，若選用 2 分頻的話外圍電路需要的器件較多，若選用 16 分頻則誤差相對較大。為了減小誤差及減小復(fù) 雜度，本設(shè)計采用 8 分頻，選用一 個 393 最多用到 2 個 8 分頻端。用軟件控制 RESET，并且時鐘下降沿有效。當(dāng)時鐘信號為低電平時，計數(shù)器加 1。實現(xiàn)頻率的測量。 圖 26 為具體設(shè)計出的分頻電路圖，本次設(shè)計分頻電路根據(jù)測量頻率范圍要求，用到了 2 個 74HC393 分頻器 U3:A、 U3:B 組成。經(jīng)過放大整形后的方波直接進(jìn)入第一次分頻用到的 U3:A 分頻器， 2 個 393 分頻器均利用 Q3 輸出 8 分頻。 單片機(jī)控制模塊 AT89C52簡介 AT89C52 是高性能 CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)具有 8K bytes 的可 反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU ）和 FLASH 由存儲單元，功能強(qiáng)大 的 AT89C52單片適用于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合。 AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8 字節(jié) FLASH 閃速存儲器， 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個 I/O 口線， 3個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 6 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時， AT89C52 可降至 OHZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電上作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許RAM，定時 /計數(shù)器．串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 功能引腳說明： :電源電壓 :地 ： P0 口是一組 8位漏極開路型雙向 1/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時．每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“ 1”時，可作為高阻抗輸入端用。在 訪
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