【導(dǎo)讀】頻率測量是電子學(xué)測量中最為基本的測量之一。頻率計主要是由信號輸入和。放大電路、單片機模塊、分頻模塊及顯示電路模塊組成。在整個設(shè)計過程中，所制作。以AT89C51單片機為核心，通過單片機內(nèi)部定時/計數(shù)器的門控時間，其待測頻率值使用LCD液晶顯示器顯示，并可以自動切換。本次采用單片機技術(shù)設(shè)計一種數(shù)字顯示的頻率計，具有測量準(zhǔn)確度高，響。應(yīng)速度快，體積小等優(yōu)點。AT89C52管腳圖如圖3-4所示。

　　

【正文】 0R 2 71 2 0R 2 81 2 0R 2 91 2 0R 3 01 2 0R 3 11 2 0R 3 21 2 0R 3 31 2 0R 3 41 2 0R 3 51 2 0R 3 61 2 0R 3 71 2 0R 3 81 2 0R 3 91 2 0R 4 01 2 0R 4 11 2 0R 4 21 2 0R 4 51 2 0R 4 61 2 0R 4 71 2 0R 4 81 2 0R 4 91 2 0R 5 01 2 0R 5 11 2 0R 5 21 2 0D2Q5CL K3Q6S4R1U 8 :A7 4 HC 7 4+ 5 V+ 5 V 圖 仿真結(jié)果演示圖 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 當(dāng)在 proteus 中的信號源處加 500KHz時，仿真結(jié)果如下圖所示： CL KCLKDATADA T AX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2X11 2 M H zC13 0 p FC23 0 p FR11 0 kC31nF+ 5 V+ 5 VR22 0 0D1L E D R E DU8: A ( CL K )ABCDSRG8RC1/amp。1D1324 5 6 1081112913U27 4 HC 1 6 4SRG8RC1/amp。1D1324 5 6 1081112913U37 4 HC 1 6 4SRG8RC1/amp。1D1324 5 6 1081112913U47 4 HC 1 6 4SRG8RC1/amp。1D1324 5 6 1081112913U57 4 HC 1 6 4SRG8RC1/amp。1D1324 5 6 1081112913U67 4 HC 1 6 4SRG8RC1/amp。1D1324 5 6 1081112913U77 4 HC 1 6 4R31 2 0R41 2 0R51 2 0R61 2 0R71 2 0R81 2 0R91 2 0R 1 01 2 0R 1 11 2 0R 1 21 2 0R 1 31 2 0R 1 41 2 0R 1 51 2 0R 1 61 2 0R 1 71 2 0R 1 81 2 0+ 5 VR 1 91 2 0R 2 01 2 0R 2 11 2 0R 2 21 2 0R 2 31 2 0R 2 41 2 0R 2 51 2 0R 2 61 2 0R 2 71 2 0R 2 81 2 0R 2 91 2 0R 3 01 2 0R 3 11 2 0R 3 21 2 0R 3 31 2 0R 3 41 2 0R 3 51 2 0R 3 61 2 0R 3 71 2 0R 3 81 2 0R 3 91 2 0R 4 01 2 0R 4 11 2 0R 4 21 2 0R 4 51 2 0R 4 61 2 0R 4 71 2 0R 4 81 2 0R 4 91 2 0R 5 01 2 0R 5 11 2 0R 5 21 2 0D2Q5CL K3Q6S4R1U 8 :A7 4 HC 7 4+ 5 V+ 5 V 圖 仿真結(jié)果演示圖 經(jīng)軟件的調(diào)試 — 修改 — 再調(diào)試，如此反復(fù)，排除各種故障最終基本完成了設(shè)計所要求的任務(wù)。由單片機內(nèi)部定時器／計數(shù)器構(gòu)成基本測量電路，外加整形和分頻電路，由系統(tǒng)軟件設(shè)計可以測出 1HZ500KHZ的量程范圍，可以實現(xiàn)量程檔的自動轉(zhuǎn)換，使用的動態(tài)顯示測量時會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，但顯示數(shù)值準(zhǔn)確，穩(wěn)定時顯示不閃爍。 軟件仿真測量數(shù)據(jù)如下表 所示。表 ： 表 誤差分析 經(jīng)過分析，本次設(shè)計的頻率計的誤差來源主要有兩部分，分頻所帶來的誤差和單片機定時計數(shù)帶來的誤差。 待測 10Hz 50Hz 100Hz 500Hz 1kHz 50kHz 實測 10HZ 100HZ 501HZ HZ 待測 100kHz 200kHz 300kHz 400kHz 500kHz 實測 Hz Hz Hz Hz Hz 23 分頻誤差：由于采用 74HC164 來作為分頻電 路， 74HC164 通過計數(shù)，將會把一部分信號脈沖給省略掉，所以因為分頻必然會帶來誤差和精度降低。因此，在編寫程序的，過程中，我盡可能的選擇用分頻少和沒分頻的信號來計數(shù)，實現(xiàn)頻率的測量。 定時計數(shù)誤差：因為定時和計數(shù)都是由單片機本身來完成的，在計數(shù)的時候會產(chǎn)生誤差。這個誤差的大小是用單片機的內(nèi)部時鐘決定的，采用高頻率的晶振來為單片機提供內(nèi)部時鐘，則能減少此誤差。本次設(shè)計我們用的是 12MHz 的晶振，而測頻的范圍是 1Hz~500kHz。所以定時計數(shù)的誤差在本系統(tǒng)基本可以忽 略不計。 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 總結(jié) 35 總 結(jié) 本設(shè)計所設(shè)計的頻率計有有較高的精度，頻率范圍較高，有較強的實用價值。當(dāng)然本設(shè)計只是基于各種理想的實驗條件下得出的結(jié)論，設(shè)計當(dāng)中不可避免的存在一些問題。例如在信號轉(zhuǎn)換的電路中只是粗略的將正弦信號轉(zhuǎn)換成方波信號，而沒有對輸出信號進(jìn)行進(jìn)一步的處理；在信號經(jīng)過分頻后也沒有對信號進(jìn)行處理，這將降低測量的精度。如果在以上兩個地方加入相關(guān)的處理電路，系統(tǒng)的精度將得到進(jìn)一步的提高。 畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，通過這次設(shè)計，我受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計是一次綜合性的實踐，它將各種知識結(jié)合到一起綜合運用到 實踐上來擴展、彌補、串聯(lián)所學(xué)的知識。通過本次畢業(yè)設(shè)計我得到了很多收獲。首先，了解了單片機的基本知識和在控制領(lǐng)域的作用和地位。其次掌握了 C語言的編寫程序，學(xué)會了使用 PROTUTES 和 KEIL的仿真來實現(xiàn)，同時掌握了如何收集、查閱、應(yīng)用文獻(xiàn)資料，如何根據(jù)實際需要有選擇的閱讀書籍和正確確定系統(tǒng)所要使用的元器件的類型。再次，在精神方面鍛煉了思想、磨練了意志。面對存在的困難首先分析問題根據(jù)目的要求確定可實現(xiàn)的部分，定出那不準(zhǔn)的方面找同學(xué)和老師討論研究，再完善、再修改、再發(fā)現(xiàn)問題、再解決培養(yǎng)了自己的耐心、恒心及遇事不亂 的精神。 總之，我明白了理論和實踐之間存在的距離只有靠不斷的思考不斷的動手才能將所學(xué)的知識真正運用到實踐上來。在畢業(yè)設(shè)計中我的很多方面的能力都得到了提高，尤其在單片機軟件編程方面讓我感觸頗深。我個人認(rèn)為軟件設(shè)計是個即靈活又細(xì)膩的工作，它要求耐心和細(xì)心去不斷完善，同時還需要有良好的邏輯思維能力。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我分析問題和解決問題的能力有所提高，也鞏固了所學(xué)的知識，加深了對理論知識的理解，更重要的是鍛煉自己的獨立性，為我今后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。 不足及展望 : 雖然投入了大量的時間和精力，由于課題涉及 的知識比較全面，加上個人的能力有限，還有一些待解決的問題： （ 1）實際設(shè)計電路中存在一些細(xì)節(jié)問題沒有注意到，電路板的設(shè)計，元器件的位置排放與實際情況略有差異，還需更深入理解。 （ 2）在程序編寫方面還需要進(jìn)一步完善。 由于自身對等精度頻率的測量的理解還不是很成熟，所做的工作還很粗糙，希望將來能夠改進(jìn)！西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 致謝 35 致 謝 在論文完成之際，我的心情萬分激動。從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫編排整個過程中，我得到了許多的熱情幫助。 我首先要感謝老師，本課題在選題及研究過程中得到老師的悉心指導(dǎo)。金 老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。金老師花費大量了的時間和心血在我的論文上，才有我今天的定稿。還有在我大學(xué)四悉心教導(dǎo)我的老師們，是你們教會我很多有用的知識，特別是教會了我解決問題思考問題的方式和習(xí)慣，我在做論文的時候才能有自己的思想和規(guī)劃，論文工作才有了目標(biāo)和方向。在此我代表大家向所有老師表示最誠摯的謝意。 最后，感謝各位評審老師在百忙中抽出時間對論文進(jìn)行審稿、參加答辯，并對加答辯會的老師和同學(xué)表示謝意。 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 參考文獻(xiàn) 37 參考文獻(xiàn) [1] 申忠如 .《 MCS51單片機原理及系統(tǒng)設(shè)計》 [M]..西安：西安交通大學(xué)出版社， 2020年 . [2] 楊栓科 .《模擬電子技術(shù)》 [M].西安：高等教育出版社， 2020年 . [3] 張克農(nóng) .《數(shù)字電子技術(shù)》 [M].西安：高等教育出版社， 2020年 4月 . [4] 張超琦 鐘明哲 盧世彬 .《單片機原理及實例》 [M].上海：上海交通大學(xué)出版社， 2020 年 . [5] 裴立云 朱靜?！痘趩纹C控制的等精度頻率計設(shè)計制作》 [N]，電腦學(xué)習(xí)， 2020年2月 . [6] 朱運 利 .《單片機技術(shù)應(yīng)用》 [M]..北京：機械工業(yè)出版社， 2020年 . [7] 王曉明 .《電動機的單片機控制》 [M].遼寧：北京航天大學(xué)出版社， 2020年 8月 . [8] 談學(xué) .《基于單片機的等精度頻率計設(shè)計》 [N]，重慶工商大學(xué)學(xué)報， 2020 年 4 月，第21卷第 2期 . [9] 于殿泓 王新年 .《單片機原理與程序設(shè)計實驗教程》 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020年 . [10] Micrel Inc. QwikRadio TM Low Power UHF Receiver[A] [11] Micrel Inc. QwikRadio TM UHF ASK Transmitter[A] 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 附錄 39 附 錄 1 程序 本程序采用等 精度法測量頻率，測頻范圍為 1Hz~500KHz，當(dāng)單片機的晶振頻率為 12MHz 時，其能測量的頻率最大為 500KHz?？梢詫Ρ粶y信號進(jìn)行分頻以達(dá)到擴展測量范圍的目的。 同步門邏輯控制電路由