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摘 要： 在工业生产与科学研究中，对信号的频率测量有着重要的意义，特别是现代传感技术的飞速发展，其采集到的诸如温度、压力、震动、位移、流量、速度等物理量的测量工作，也常转化为对频率的测量来实现。本文以 AT89C51 单片机作为该系统的核心处理模块，结合硬件电路设计与软件编程技术，给出了一种数字频率计的实现方案，并对方案进行了仿真验证。本方案简单易行，成本低，功能扩展性强，可应用于各种信号频率的测量场合，也可作为电子测试设备的嵌入式频率测量模块使用。54229
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毕业论文关键词：频率测量，单片机，Proteus Abstract：In industrial production and scientific research, the signal frequency measurement has great significance in the rapid development of modern sensor technology time.We use senors collecte physical quantities such as temperature, pressure, vibration, displacement, flow, speed, and translate them into of frequency measurement.This paper put AT89C51 single chip microcomputer as the core processing module of the system, and in combination with the design of hardware circuit and software programming technology to presents an implementation scheme of digital frequency meter, and has carried on the simulation to plan. The scheme’s function is simple, low cost, strong scalability, and it can be applied to all kinds of signal frequency measurement occasions, as the same time,it can be used as embedded frequency measurement module USES electronic test equipment. Keywords:frequency measurement,single chip microcontroller,proteus
目录
1 绪论 3
1.1 数字频率计的设计意义 3
1.2 数字频率计的研究情况 3
2 频率计设计简介 .. 4
2.1 一般频率计 . 4
2.2 基于单片机的数字频率计工作原理 .. 5
2.3 数字频率计的设计步骤及技术指标 .. 6
3 系统硬件设计 . 6
3.1 AT89C51介绍 6
3.2 信号输入电路 .. 8
3.3 逻辑门电路 . 9
3.4 显示模块 9
3.5 复位电路 .. 11
3.6 时钟电路 .. 12
3.7 系统硬件电路设计 13
4 系统软件设计 14
4.1 系统软件综述 . 14
4.2 中断控制 .. 16
4.3 定时器/计数器 16
4.4 信号处理 .. 17
4.5 测频软件的实现 .. 17
4.6 程序的实现 18
5 仿真与结果 .. 20
结论 .. 22
参考文献 . 23
致谢 .. 24
附录一 25
附录二 30
附录三 31
1 绪论 随着电子信息技术行业的飞速发展，信号频率的测量在实际应用以及科技研究中的作用日益显著，频率的测量是电子测量系统中的一个极其重要的参数，其测量精度的高低对于一个控制系统的设计有着密不可分的关系。传统上的频率计通常情况下是由各种组合模块电路等非常多的硬件构成， 这种频率计的实物产品不但体积相对比较大， 使用不太方便，运行速度不快，而且能检测出的频率的范围不广，且精度等级比较低。我们学到了单片机，这种体积小但功能性特别强大的控制器在电子信号频率的测量中具有天生的优势，因此单片机在电子应用领域的作用不言自明。因此，基于这种情况，在这里我将重点研究以AT89C51 单片机为核心，以多种电路设计为辅，设计一种以多周期同步测量法为对频率测量的方法来实现对一种连续周期性脉冲的频率测量的数字频率计，并且通过数码管模块将被测量得到的数值显示出来，再通过另外的模块来判断测量精度要求的高低是否符合要求。在这里我所用的多周期同步测量法具有精准度高、误差较小、测量快速、容易实现等大量优点,现在这种频率测量方法已经成为当前电子行业频率测量的一种非常重要的方法。 众所周知，科学技术在不断发展，人们物质生活水平显著提高。模拟器件的科技产品时代正逐步由数字化的科技产品取代。频率计作为广泛应用于科技、校园、工业生产、家庭等场合的测量仪表，也正向体积更小、使用更方便方向前进，在此，本设计介绍了一种基于单片机的数字频率计。 1.1 数字频率计的设计意义 数字频率计是数字电路中的一个非常典型的设计与应用。它是计算机、影音文件、通信等科研领域内不可或缺的一种测量仪器。对信号频率的测量在科研和应用中的作用随着电子业的发展日益重要。同时，数字频率计具有易于传输、抗干扰能力强、精度等级较高等优点。 频率计的基础功能是对正弦信号、方波信号、脉冲信号等其他一些在单位时间内周期变化的数字信号进行频率的测量，并用十进制数在数码管等一些显示器件上显示出来。它已经被广泛应用于电子、航天、测试计量等领域中。