【導(dǎo)讀】頻率測(cè)量是電子學(xué)測(cè)量中最為基本的測(cè)量之一。頻率計(jì)主要是由信號(hào)輸入和。放大電路、單片機(jī)模塊、分頻模塊及顯示電路模塊組成。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，所制作。以AT89C51單片機(jī)為核心，通過單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器的門控時(shí)間，其待測(cè)頻率值使用LCD液晶顯示器顯示，并可以自動(dòng)切換。本次采用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)一種數(shù)字顯示的頻率計(jì)，具有測(cè)量準(zhǔn)確度高，響。應(yīng)速度快，體積小等優(yōu)點(diǎn)。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(jì)（論文） 22 當(dāng)在 proteus 中的信號(hào)源處加 500KHz時(shí)，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(jì)所要求的任務(wù)。由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器／計(jì)數(shù)器構(gòu)成基本測(cè)量電路，外加整形和分頻電路，由系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)可以測(cè)出 1HZ500KHZ的量程范圍，可以實(shí)現(xiàn)量程檔的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，使用的動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量時(shí)會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，但顯示數(shù)值準(zhǔn)確，穩(wěn)定時(shí)顯示不閃爍。 軟件仿真測(cè)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(jì)的頻率計(jì)的誤差來源主要有兩部分，分頻所帶來的誤差和單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)帶來的誤差。 待測(cè) 10Hz 50Hz 100Hz 500Hz 1kHz 50kHz 實(shí)測(cè) 10HZ 100HZ 501HZ HZ 待測(cè) 100kHz 200kHz 300kHz 400kHz 500kHz 實(shí)測(cè) 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(jì)數(shù)，將會(huì)把一部分信號(hào)脈沖給省略掉，所以因?yàn)榉诸l必然會(huì)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(hào)來計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。 定時(shí)計(jì)數(shù)誤差：因?yàn)槎〞r(shí)和計(jì)數(shù)都是由單片機(jī)本身來完成的，在計(jì)數(shù)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生誤差。這個(gè)誤差的大小是用單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘決定的，采用高頻率的晶振來為單片機(jī)提供內(nèi)部時(shí)鐘，則能減少此誤差。本次設(shè)計(jì)我們用的是 12MHz 的晶振，而測(cè)頻的范圍是 1Hz~500kHz。所以定時(shí)計(jì)數(shù)的誤差在本系統(tǒng)基本可以忽 略不計(jì)。 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 總結(jié) 35 總 結(jié) 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的頻率計(jì)有有較高的精度，頻率范圍較高，有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。當(dāng)然本設(shè)計(jì)只是基于各種理想的實(shí)驗(yàn)條件下得出的結(jié)論，設(shè)計(jì)當(dāng)中不可避免的存在一些問題。例如在信號(hào)轉(zhuǎn)換的電路中只是粗略的將正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)，而沒有對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的處理；在信號(hào)經(jīng)過分頻后也沒有對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，這將降低測(cè)量的精度。如果在以上兩個(gè)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(jì)已經(jīng)結(jié)束，通過這次設(shè)計(jì)，我受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次綜合性的實(shí)踐，它將各種知識(shí)結(jié)合到一起綜合運(yùn)用到 實(shí)踐上來擴(kuò)展、彌補(bǔ)、串聯(lián)所學(xué)的知識(shí)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我得到了很多收獲。首先，了解了單片機(jī)的基本知識(shí)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(huì)了使用 PROTUTES 和 KEIL的仿真來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)掌握了如何收集、查閱、應(yīng)用文獻(xiàn)資料，如何根據(jù)實(shí)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(duì)存在的困難首先分析問題根據(jù)目的要求確定可實(shí)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(shí)踐之間存在的距離只有靠不斷的思考不斷的動(dòng)手才能將所學(xué)的知識(shí)真正運(yùn)用到實(shí)踐上來。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中我的很多方面的能力都得到了提高，尤其在單片機(jī)軟件編程方面讓我感觸頗深。我個(gè)人認(rèn)為軟件設(shè)計(jì)是個(gè)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(shí)還需要有良好的邏輯思維能力。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，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(shí)，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，更重要的是鍛煉自己的獨(dú)立性，為我今后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 不足及展望 : 雖然投入了大量的時(shí)間和精力，由于課題涉及 的知識(shí)比較全面，加上個(gè)人的能力有限，還有一些待解決的問題： （ 1）實(shí)際設(shè)計(jì)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(jì)，元器件的位置排放與實(shí)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(duì)等精度頻率的測(cè)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(jì)（論文） 36 致謝 35 致 謝 在論文完成之際，我的心情萬分激動(dòng)。從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫編排整個(gè)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(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。金老師花費(fèi)大量了的時(shí)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(huì)我很多有用的知識(shí)，特別是教會(huì)了我解決問題思考問題的方式和習(xí)慣，我在做論文的時(shí)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(píng)審老師在百忙中抽出時(shí)間對(duì)論文進(jìn)行審稿、參加答辯，并對(duì)加答辯會(huì)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(jì)（論文） 36 參考文獻(xiàn) 37 參考文獻(xiàn) [1] 申忠如 .《 MCS51單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 [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(jī)原理及實(shí)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(jī)控制的等精度頻率計(jì)設(shè)計(jì)制作》 [N]，電腦學(xué)習(xí)， 2020年2月 . [6] 朱運(yùn) 利 .《單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用》 [M]..北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020年 . [7] 王曉明 .《電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)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(jī)的等精度頻率計(jì)設(shè)計(jì)》 [N]，重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020 年 4 月，第21卷第 2期 . [9] 于殿泓 王新年 .《單片機(jī)原理與程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(jì)（論文） 38 附錄 39 附 錄 1 程序 本程序采用等 精度法測(cè)量頻率，測(cè)頻范圍為 1Hz~500KHz，當(dāng)單片機(jī)的晶振頻率為 12MHz 時(shí)，其能測(cè)量的頻率最大為 500KHz?？梢詫?duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行分頻以達(dá)到擴(kuò)展測(cè)量范圍的目的。 同步門邏輯控制電路由