基于at89s52單片機的頻率計設(shè)計報告-展示頁
2025-04-01 06:32本頁面
【正文】 ………12一、前言頻率測量是電子學(xué)測量中最為基本的測量之一。由于頻率信號抗干擾性強，易于傳輸，因此可以獲得較高的測量精度。數(shù)字頻率計是計算機、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測量儀器。它的基本功能是測量正弦信號、方波信號及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量。傳統(tǒng)的頻率計采用測頻法測量頻率，通常由組合電路和時序電路等大量的硬件電路組成，產(chǎn)品不但體積大，運行速度慢而且測量低頻信號不準確。在我國，單片機已不是一個陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計算機技術(shù)的里程碑事件。單片機已成為電子系統(tǒng)的中最普遍的應(yīng)用。其中以AT89S52為內(nèi)核的單片機系列目前在世界上生產(chǎn)量最大，派生產(chǎn)品最多，基本可以滿足大多數(shù)用戶的需要[2]。 參數(shù)要求如下：1．測量范圍1HZ—500KHZ；2．用LCD1602顯示測量值；、三角波及正弦波等多種波形；二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計測頻的原理歸結(jié)成一句話，就是“在單位時間內(nèi)對被測信號進行計數(shù)”。由晶體振蕩器產(chǎn)生的基頻，按十進制分頻得出的分頻脈沖，經(jīng)過基選通門去觸發(fā)主控電路，再通過主控電路以適當?shù)木幋a邏輯便得到相應(yīng)的控制指令，用以控制主門電路選通被測信號所產(chǎn)生的矩形波，至十進制計數(shù)電路進行直接計數(shù)和顯示。時基信號 待測信號 丟失（少計一個脈沖） 計到N個脈沖 多余（）圖1 測頻原理在圖1中，假設(shè)時基信號為1KHZ，則用此法測得的待測信號為1KHZ5=5KHZ。這個誤差是比較大的，實際上，測量的脈沖個數(shù)的誤差會在177。假設(shè)所測得的脈沖個數(shù)為N，則所測頻率的誤差最大為δ=1／（N1）*100%。本頻率計要求測頻誤差在1‰以下，則N應(yīng)大于1000。由此可以得出一個初步結(jié)論：測頻法適合于測高頻信號。由于數(shù)字測量的離散性，被測頻率在計數(shù)器中所記進的脈沖數(shù)可有正一個或負一個脈沖的量化誤差，在不計其他誤差影響的情況下，測量精度將為： 應(yīng)當指出，測量頻率時所產(chǎn)生的誤差是由N和T倆個參數(shù)所決定的，一方面是單位時間內(nèi)計數(shù)脈沖個數(shù)越多時，精度越高，另一方面T越穩(wěn)定時，精度越高。上述表明，在頻率測量時，被測信號頻率越高，測量精度越高。各模塊作用如下：單片機控制模塊：以AT89S52單片機為控制核心，來完成它待測信號的計數(shù)，譯碼，和顯示以及對分頻比的控制。單片機AT89S52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。)電源模塊：為整個系統(tǒng)提供合適又穩(wěn)定的電源，主要為單片機、信號調(diào)理電路以及分頻電路提供電源，電壓要求穩(wěn)定、噪聲小及性價高的電源。綜合以上頻率計系統(tǒng)設(shè)計有單片機控制模塊、電源模塊、放大整形模塊及顯示模塊等組成，頻率計的總體設(shè)計框圖如圖2所示。 AT89S52主控制器模塊 AT89S52的介紹8位單片機是MSC51系列產(chǎn)品升級版[5]，有世界著名半導(dǎo)體公司ATMEL在購買MSC51設(shè)計結(jié)構(gòu)后，利用自身優(yōu)勢技術(shù)——（掉電不丟數(shù)據(jù)）閃存生產(chǎn)技術(shù)對舊技術(shù)進行改進和擴展，同時使用新的半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝，最終得到成型產(chǎn)品。AT89S52片內(nèi)集成256字節(jié)程序運行空間、8K字節(jié)Flash存儲空間，支持最大64K外部存儲擴展。片內(nèi)資源有4組I/O控制端口、3個定時器、8個中斷、軟件設(shè)置低能耗模式、看門狗和斷電保護。同時，該單片機支持計算機并口下載，簡單的數(shù)字芯片就可以制成下載線，僅僅幾塊錢的價格讓該型號單片機暢銷10年不衰。AT89S52引腳如下圖3所示。復(fù)位電路通常分為兩種：上電復(fù)位（圖4）和手動復(fù)位（圖5）。所以本次設(shè)計選用手動復(fù)位。但是告訴對系統(tǒng)要求較高，而且功耗大，運行環(huán)境苛刻。合適頻率的晶振對于選頻信號強度準確度都有好處。AT89S52單片機最小系統(tǒng)如圖6所示。而后面的閘門或計數(shù)電路要求被測信號為矩形波，
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