【正文】 2A32Y43A53Y6GND74Y84A95Y105A116Y126A13VCC14U374HC14C41000uFC5+5V+5V1CP011MR21Q031CP141Q151Q261Q37GND82Q392Q2102Q1112CP1122Q0132MR142CP015VCC16U474HC390+5V12P3頻率輸入 圖 整體設(shè)計電路圖 主控電路 AT89C51的引腳及功能 本文所選用的單片機按功能可將其 內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為 8個部分： CPU核心， ROM存儲， RAM存儲，串行口，并行口，內(nèi)部中斷和定時計數(shù)器。系統(tǒng)配置由 INTO 輸入被測的信號轉(zhuǎn)換過來的脈沖波。計數(shù)器能夠?qū)γ恳粋€計數(shù)器的關(guān)鍵的脈沖波計數(shù)。 放 大 電 路施 密 特整 形 電 路1 0 0 分 頻 電 路主 控 模 塊單 片 機液 晶 顯 示 模 塊L C D 1 6 0 2 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 6 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)整體硬件設(shè)計 基于單片機的數(shù)字頻率計的原理 AT89C51 單片機內(nèi)部可以同時配置定時器和計數(shù)器。并且單片機內(nèi)部的控制程序，用 用好閱讀好編寫的 C語言程序來實現(xiàn)所有的功能。 系統(tǒng)總體設(shè)計 通過上述的論證，本設(shè)計采用 單片機 AT89C51作為主控 核心 來控制 整個 系統(tǒng)，設(shè)計 了顯示非常清晰直觀的 液晶 1602 顯示電路， 能夠直接顯示待測的頻率信號。是作為一個低成本的放大電路的不二之選。 放大電路的選型和論證 方案一： 采用的運放電路來構(gòu)造放大電路放大待測信號，通過運放來構(gòu)造放大電路，外圍電路只需要配置一些電阻電容就能實現(xiàn)放大功能，設(shè)計方便，但是本設(shè)計需要測量很大頻率的信號，假設(shè)最大為 5Mhz，那么對運放的要求就比較高，能夠達到這個要求的運放芯片比較昂貴，不適合本設(shè)計。 方案二： 采用液晶顯示器 1602，液晶顯示 的過程中可以不用單片機一直控制 ，只需要發(fā)送需要顯示的數(shù)據(jù)，就可以不 用再 控制，而 且它的顯示比較方便，可以顯示完整的要求數(shù)據(jù)，在硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，能根據(jù)本設(shè)計的要求完成相關(guān)的設(shè)計需要，對后續(xù)的功能升級能夠提供便利，并且 LCD1602顯示的內(nèi)容廣泛，可以顯示各種字符，數(shù)字，必要時還可顯示圖形，實現(xiàn)字體的圖形的滾動。 顯示系統(tǒng)的選擇及論證 方案一： 用數(shù)碼管作為顯示系統(tǒng)，顯示出的數(shù)字清晰明確，操作過程也很方便，七個發(fā)光管子組成 8字形便構(gòu)成了 LED數(shù)碼管顯示系統(tǒng)，另外還有一個管子用來顯示小數(shù)點。并且具有 4k字節(jié) Flash， 512字節(jié) RAM 存儲， 32位 I/O口線，看門狗定時器功能， 價格也比較便宜，資料也比較多， 這樣能夠大大提高效率。 模塊論證 單片機芯片的選擇及論證 方案一： 硬件核心選用 8052片， 8052是最早的 51單片機，這個芯片由于技術(shù)程序，系統(tǒng)相當(dāng)穩(wěn)定，大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第二章 設(shè)計要求及論證 4 但是功能有限，最大的缺點是不能在線編程燒寫程序，多次拔插對于引腳會造成很大損壞。比如系統(tǒng)成本，穩(wěn)定性等等方面。 系統(tǒng)方案總體方案 本設(shè)計要求的 頻率計 具有顯示 頻率 功能， 分頻作用， 由于選取不同的單片機，顯示模塊， 數(shù)字芯片會 有不同的設(shè)計方法，因此，將要對選取的模塊進行論證，以便得到最優(yōu)解決方案。發(fā)揮著巨大的作用。消費電子中的手機就是以 ARM 為主的 32 位單片機。單片機的應(yīng)用也是非常多的，在很多電子行業(yè)都能單片機的應(yīng)用。電子技術(shù)的發(fā)展，極大的提高了人們的生活水平，傳統(tǒng)的設(shè)備已經(jīng)滿足人們的生活需要了。一個電子項目或者系統(tǒng)就是指滿足這個單片機的工作條件，以及控制需要的外部其他的硬件和單片機的程序。穩(wěn)定性更好，功能更為強大的單片機系統(tǒng)，也已經(jīng)使用在我國的現(xiàn)代化軍事建設(shè)上。而且他的價格也是傳統(tǒng)的模擬電路 控制的幾分之一，并且穩(wěn)定性和可靠性大大提高。從單片機誕生以來，就在各行各業(yè)中得到極大的應(yīng)用。 研究的方法： (1)首先 掌握單片機軟件的開發(fā)和使 用 方法 ； (2)了解 和掌握數(shù)字頻率計的測量原理； (3)掌握相應(yīng)數(shù)字芯片的使用方法 (4)用 Protel來進行原理圖的設(shè)計， proteus仿真 來進行仿真電路圖設(shè)計， Keil軟件來 實現(xiàn)軟件的編程和調(diào)試 。 圖 頻率計的原理 只要能夠把待測信號的脈沖波進行精確的計數(shù)，同時計算系統(tǒng)計數(shù)所使用的時間，那么就可大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第一章 引言 2 以通過上面的公式把頻率求出來了。 測量頻率 最簡單的工作原理，就是1個 S周期里面的脈沖個數(shù)，就是頻率值。低檔的產(chǎn)品需要操作方便，可靠性高，移動性好，中高檔的產(chǎn)品，則需要高分辨率，高精度已經(jīng)具有其他功能配合使用。 第二，就是數(shù)字芯片和數(shù)字電路的大力發(fā)展，對傳統(tǒng)頻率計測量過程中存在的問題，能夠進行解決和完善。 傳統(tǒng)的頻率 計多利用模擬的方式來設(shè)計構(gòu)造，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，自身消耗和干擾都會很大，并且也不能自動的進行切換量程測量。 單片機所使用的 晶體振蕩原理 ，通過等精度的方式測量的頻率值 使得精度比 任何傳統(tǒng) 模擬方式都高，因此，有廣泛的應(yīng)用前景。通過液晶 1602來 顯示 測試到的頻率值 ，通過 數(shù)字 分頻電路來擴大測量范圍。 隨著現(xiàn)在 數(shù)字芯片 的發(fā)展趨勢，利用單片機，數(shù)字集成電路設(shè)計的測量儀器會有很大的作 用。而這準(zhǔn)確度與人們的生活息息相關(guān)，在某些方面，甚至要求能夠精確到小數(shù)點好幾位。 關(guān)鍵詞： 信號，單片機 ， 頻率大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 Abstract III Abstract The rapid development of economy led to the progress of society, mankind has not satisfied the simple measurement of the signal frequency, in the hope of working life, can improve the signal frequency measurement accuracy and convenience. This accuracy is closely related with people39。 本設(shè)計頻率計應(yīng)用 AT89C51系列單片機作為核心，由電平轉(zhuǎn)換電路，分頻電路， LCD1602 數(shù)字顯示器共同組成，具有操作簡便，讀取方便，物美價廉等優(yōu)點。因此，設(shè)計一款精確度高，范圍廣，生產(chǎn)成本簡單的頻率測量裝置顯得很重要。I 畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 基于單片機的數(shù)字頻率計的設(shè)計 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教 師 ： 合 作 指 導(dǎo) 教 師 ： 專業(yè)名 稱 ： 所在學(xué) 院 ： 大連海洋大學(xué) 2020 年 5 月I 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................................... II Abstract ..................................................................................................................................III 第一章 前 言 ....................................................................................................................... 1 研究的目的和意義 ................................................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ....................................................................................................... 1 研究內(nèi)容和方法 ....................................................................................................... 1 第二章 設(shè)計要求及論證 .......................................................................................................... 3 單片機簡介 .............................................................................................................. 3 系統(tǒng)方案總體方案 ................................................................................................... 3 模塊論證 ................................................................................................................. 3 系統(tǒng)總體設(shè)計 .......................................................................................................... 4 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ............................................................................................................ 6 系統(tǒng)整體硬件設(shè)計 ................................................................................................... 6 主控電路 ................................................................................................................. 6 1602液晶顯示屏簡介 ............................................................................................... 9 三極管放大電路設(shè)計 ................................................................................................ 9 整形模塊設(shè)計 ......................................................................................................... 11 分頻模塊設(shè)計 ......................................................................................................... 11 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ...................................................