51单片机智能频率计的设计+电路图+程序(2)

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4.5显示电路程序 24

5.仿真结果 24

结论 29

致谢 29

参考文献 29

附录: 30

智能频率计研究意义

伴着电子信息产业的不断发展，信号频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。在电子领域内，频率测量的精确度是最高的。因此，在生产过程中许多物理量，例如温度、压力、流量、液位、PH值、振动、位移、速度、加速度，乃至各种气体的百分比成分等均用传感器转换成信号频率，然后用智能频率计来测量，以提高精确度。

智能频率计是电子测量与仪表技术最基础的电子仪表类别之一，智能频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，而且它是数字电压表必不可少。除了测量频率、频率比、周期、时间、相位、相位差等基本功能外，还具有自捡、自校、自诊断、数理统计、计算方均根值、数据存储和数据通信等功能。此外，还能测量电压、电流、阻抗、功率和波形等。

而传统的频率计数器通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，一般采用传统开发模式，需要的硬件成本高，系统开发周期长，开发效率比较低。采用测频率法直接测频率，测量的精度相对较低。当被测信号在高频段时可以采用直接测频率法，但是当信号处于低频段时采用直接测频的弊端就暴露出来了，不仅量程受限，而且测量起来也十分不准确，只能采用测周期法间接测量频率。但对于中间频段,无论采用测频或者测周期法，对于传统的频率计而言其测量精度均不高。通用传统电子计数器在整个测量频段内,其测量精度是不一致的，并且测量精度也不高。

本课题利用AT89C51单片机为控制核心，利用单片机内部的定时和中断功能设计了频率计数器，它可以降低传统仪器制作复杂度，减少成本投入，大大改善仪器的功能和性能。

单片机是一门发展极快,，应用方式极其灵活的使用技术。它以灵活的设计、微小的功耗、低廉的成本，在数据采集、过程控制、模糊控制、智能仪表等领域得到广泛的应用。AT89C51是一种带有4K 字节可电擦除电编程的只读存储器，高性能的8位CMOS处理器，可1000次循环写/擦，数据保留时间为10年左右，128字节的内部RAM，32个可编程I/O线，2个16位的定时器/计数器，5个中断源，可编程串行口等电路。智能频率计中主要元器件是单片机AT89C51，由它完成对待测信号频率的计数和结果显示等功能。

从80年代单片机引入我国至今，单片机已广泛地应用于电子设计中，使频率计智能化水平在广度和深度上产生了质的飞跃，数字化也成为了电子设计的必由之路。运用51系列单片机和高速计数器的组合设计频率计，并采用适当的算法取代传统电路，不仅能克服传统频率计结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端，而且频率计性能也将大幅提高，可实现精度较高、等精度和宽范围频率计的要求。随着单片机技术的不断发展，单片机能实现更加灵活的逻辑控制功能，具有很强的数据处理能力，可以用单片机通过软件设计直接用十进制数字显示被测信号频率。

随着微控制芯片在数字仪器中的大量使用，使得智能仪器是数字仪器发展的主要方向之一。市场上的频率计产品很多，但基本上都是采用专用计数芯片如(ICM7240、ICM7216) 和数字逻辑电路组成，由于这些芯片本身的工作频率不高(如ICM7240仅有15MHz左右)，从而限制了产品工作频率的提高，远不能满足在一些特殊的场合需要测量很高的频率的要求，而且测量精度也受到芯片本身极大的限制。