基于单片机at89s52的频率计设计c语言程序,基于AT89S52单片机的数字频率计课程设计.doc...

时间: 2023-12-21 08:14:43 浏览: 139
很抱歉,我并不能提供文档或代码的下载链接或者编写。但我可以给出一些基于AT89S52单片机设计数字频率计的一般步骤和思路。 1. 确定输入信号 首先需要确定要测量的输入信号类型和范围。常见的输入信号有正弦波、方波、三角波等,不同的信号类型需要不同的处理方法。同时,需要了解输入信号的最高频率和最小可测量频率,以便确定计数器的时钟频率。 2. 设计计数器 根据输入信号的最高频率和最小可测量频率,确定计数器的时钟频率和计数器位数。一般情况下,可以使用定时器/计数器模块来实现计数器。需要注意的是,计数器的溢出时间应该尽可能长,以便减少测量误差。 3. 计算频率值 当计数器溢出时,需要对计数器的值进行读取和处理,以得到输入信号的频率值。一般情况下,可以使用中断来触发计数器值的读取和处理。根据计数器的位数和时钟频率,可以计算出每个计数器值所代表的时间间隔,从而计算出输入信号的频率值。 4. 显示频率值 最后,需要将频率值显示出来。可以使用数码管、LCD显示屏等设备来实现频率值的显示。需要根据显示设备的特性,以及频率值的位数和精度,来确定显示方法和显示格式。 以上是基于AT89S52单片机设计数字频率计的一般步骤和思路,具体实现需要根据具体情况进行调整和优化。
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第一章 前言 频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。由于频率信号抗干扰性强,易于传输 ,因此可以获得较高的测量精度。随着数字电子技术的发展,频率测量成为一项越来越 普遍的工作,测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。 1.1频率计概述 数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它 是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号 、方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装 、调试过程中,由于其使用十进制数显示,测量迅速,精确度高,显示直观,经常要用 到频率计。传统的频率计采用测频法测量频率,通常由组合电路和时序电路等大量的硬 件电路组成,产品不但体积大,运行速度慢而且测量低频信号不准确。本次采用单片机 技术设计一种数字显示的频率计,测量准确度高,响应速度快,体积小等优点[1]。 1.2频率计发展与应用 在我国,单片机已不是一个陌生的名词,它的出现是近代计算机技术的里程碑事件。 单片机作为最为典型的嵌入式系统,它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。单片机已 成为电子系统的中最普遍的应用。单片机作为微型计算机的一个重要分支,其应用范围 很广,发展也很快,它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与 计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术,应用范围十分广泛 。其中以AT89S52为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大,派生产品最多,基本可 以满足大多数用户的需要[2]。 1.3频率计设计内容 利用电源、单片机、分频电路及数码管显示等模块,设计一个简易的频率计能够粗略 的测量出被测信号的频率。 参数要求如下: 1.测量范围10HZ—2MHZ; 2.用四位数码管显示测量值; 第二章 系统总体方案设计 2.1测频的原理 测频的原理归结成一句话,就是"在单位时间内对被测信号进行计数"。被测信号,通 过输入通道的放大器放大后,进入整形器加以整形变为矩形波,并送入主门的输入端[3 ]。由晶体振荡器产生的基频,按十进制分频得出的分频脉冲,经过基选通门去触发主控 电路,再通过主控电路以适当的编码逻辑便得到相应的控制指令,用以控制主门电路选 通被测信号所产生的矩形波,至十进制计数电路进行直接计数和显示。若在一定的时间 间隔T内累计周期性的重复变化次数N,则频率的表达式为式: (1) 图1说明了测频的原理及误差产生的原因。 时基信号 待测信号 丢失(少计一个脉冲) 计到N个脉冲 多余(比实际多出了0.x个脉冲) 图1 测频原理 在图1中,假设时基信号为1KHZ,则用此法测得的待测信号为1KHZ×5=5KHZ。但从图中 可以看出,待测信号应该在5.5KHZ左右,误差约有0.5/5.5 9.1%。这个误差是比较大的 ,实际上,测量的脉冲个数的误差会在±1之间。假设所测得的脉冲个数为N,则所测频率 的误差最大为δ=1/(N- 1)*100%。显然,减小误差的方法,就是增大N。本频率计要求测频误差在1 以下,则N 应大于1000。通过计算,对1KHZ以下的信号用测频法,反应的时间长于或等于10S,。由 此可以得出一个初步结论:测频法适合于测高频信号。 频率计数器严格地按照公式进行测频[4]。由于数字测量的离散性,被测频率在 计数器中所记进的脉冲数可有正一个或负一个脉冲的量化误差,在不计其他误差影 响的情况下,测量精度将为: 应当指出,测量频率时所产生的误差是由N和T俩个参数所决定的,一方面是单位时间 内计数脉冲个数越多时,精度越高,另一方面T越稳定时,精度越高。为了增加单位时间 内计数脉冲的个数,一方面可在输入端将被测信号倍频,另一方面可增加T来满足,为了 增加T的稳定度,只需提高晶体振荡器的稳定度和分频电路的可靠性就能达到。 上述表明,在频率测量时,被测信号频率越高,测量精度越高。 2.2总体思路 频率计是我们经常会用到的实验仪器之一,频率的测量实际上就是在单位时间内对信 号进行计数,计数值就是信号频率。本文介绍了一种基于单片机AT89S52 制作的频率计的设计方法,所制作的频率计测量比较高的频率采用外部十分频,测量较低 频率值时采用单片机直接计数,不进行外部分频。该频率计实现10HZ~2MHZ的频率测量, 而且可以实现量程自动切换功能,四位共阳极动态显示测量结果,可以测量正弦波、三 角波及方波等各种波形的频率值。 第三章 硬件电路具体设计 根据系统设计的要求,频率计实际需要设计的硬件系统主要包括以下几个部分:AT8 9S52单片机最小系统模块、电源模块、放大整形模块、分频模块及显示模块,下面将分 别给予介绍。 3.1 AT89S52主控制器模块 3.1.1 AT89S52的介绍 8位单片机是MSC-51系列产品升级版[5]

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