量程自动转换程序及流程框图

少年易学老难成，一寸光阴不可轻- 百度文库湖南人文科技学院课程设计报告课程名称:单片机原理及应用课程设计设计题目：量程自动转换频率计系别：通信与控制工程系专业：通信工程班级：学生姓名: 朱飞宇学号: 06416129起止日期: 2009年6月8日~ 2009年6月19日指导教师:教研室主任：谢四莲指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩评定项目权重成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任签字：年月日本设计是一种基于STC89C52单片机开发的频率自动转换测量仪的设计。

系统以单片机STC89C52及可编程逻辑器件为核心，构成完备的测量系统。

可以对20 Hz～20 kHz 频率范围的信号进行频率、相位等参数的精确测量，测相绝对误差不大于1°；采用数码管显示被测信号的频率、相位差。

硬件结构简单，软件采用汇编语言实现，程序简单可读写性强，效率高。

与传统的电路系统相比，其有处理速度快、稳定性高、性价比高的优点。

关键词：STC80C52 自动转换可编程逻辑器件单片机设计要求 (2)1 方案论证与对比 (2)1.1 方案一 (2)1.2 方案二 (3)1.3 方案对比与选择 (3)2 单元电路设计与计算 (4)2.1 放大电路的设计 (4)2.2 整形电路的设计 (4)2.3 分频电路的设计 (5)2.4 分频控制电路设计 (6)3 系统软件工作流程图 (6)3.1 系统工作流程 (6)4 系统功能测试与整体指标 (8)5 详细仪器清单 (8)6 总结与思考及致谢 (10)参考文献 (11)附录一：放大整形分频控制电路PCB板 (12)附录二：74HC390分频电路PCB板图 (13)附录三：程序 (14)量程自动转换频率计设计要求利用单片机作为控制核心，完成一个量控可以自动转换得频率计。

量程自动转换数字频率计的设计1.设计目标：A．设计一个3位十进制数字式频率计,其测量范围为1MHz，量程分10kHz，100kHz和1MHz三档（最大读数分别为9.99kHz，99.9kHz，999kHz)。

被测信号应是一符合CMOS电路要求的脉冲或正弦波。

B．要求量程可根据被测量的频率大小自动转换，即当计数器溢出时,产生一个换挡信号,让整个计数时间减少为原来的1/10，从而实现换挡功能.C．要求实现溢出报警功能，即当频率高于999kHz时,产生一个报警信号，点亮LED灯，从而实现溢出报警功能.D．小数点位置随量程变化自动移位。

E．采用记忆显示方式，即计数过程中不显示数据，待计数过程结束后，显示计数结果，并将此显示结果保持到下一次计数结束.显示时间应不小于1秒。

2.设计思路及实现方案：1.频率计的工作原理：常用的测量频率的方法有两种，一种是测周期法，一种是测频率法。

测周期法需要有基准系统时钟频率Fs,在待测信号一个周期Tx内，记录基准系统时钟频率的周期数Ns，则被测频率可表示为：Fx=Fs/Ns测频率法就是在一定时间间隔Tw(该时间定义为闸门时间）内,测得这个周期性信号的重复变换次数为Nx，则其频率可表示为:Fx=Nx/Tw本设计采用的是直接测频率的方法。

2.频率计的原理框图:频率计的系统设计可分为3位十进制计数模块,闸门控制模块，译码显示模块，可自动换挡模块和分频模块。

其原理框图如下：其中，可自动换挡模块为闸门控制模块提供3个挡，也就是三个测量范围的基准时钟信号，通过计数器的最高位的溢出情况来判定工作在第几挡.闸门控制模块根据基准时钟信号产生基准时钟信号周期2倍的周期使能信号，随后为锁存器产生一周期性地锁存信号,再然后为计数模块产生一周期性的清零信号。

3位十进制计数模块在使能信号和清零信号的控制下对被测信号的波形变化进行计数，若产生溢出则为自动换挡模块输出一换挡信号。

译码显示模块显示被测信号的频率。

分类号：密级：毕业论文（设计）题目:量程自动切换的数字万用表设计系别:专业年级:姓名:学号:指导教师:20xx年06月01日原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。

毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：日期：关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属吕梁学院。

本人完全了解吕梁学院有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权吕梁学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。

如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为吕梁学院。

本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为吕梁学院。

论文作者签名：日期：指导老师签名：日期：摘要这篇文章着重说明量程自切换的数字万用表设计方法。

本次设计的主要目的是实现仪表的量程自动切换功能。

作为一个用户，不需要手动选择范围，消除对选择过程的范围需要。

量程自动切换是通过软件程序控制硬件电路来实现的，所以测量过程更加方便。

这种设计使数字仪表成为智能仪表，与原来相比，测试效率和结果更准确。

本次设计所采用的量程自动切换模块是用由程序控制的增益放大器PDG，并通过试探发确定控制值。

本次设计可以达到的功能有：第一，量程自动切换；第二，防止使用者因选错量程而导致万用表损坏；第三，防止选择开关选择量程时引起的机械损耗而使测量精准度下降。

一、设计原理自动量程转换是大多数通用智能测试仪器的基本功能。

自动量程转换能根据被测量的大小自动选择合适量程，以保证测量值有足够的分辨率和准确度。

除此之外，自动量程转换还应满足以下要求：（1）尽可能高的测量速度度是指根据被量程量的大小自动选择合适量程并完成一次测量的速度。

一般来说，当读数的十进制位数大于等于量程挡数时，应该只需经过一次中间测量，就可以找到正确的量程，例如，当用某一量程测量时，发现被测量已超过该量程的满度值（升量程阈值），则立刻回到最高量程进行一次测量，将测量结果与各量程的降量程阈值相比较，寻找合适的量程。

因而，在发生超量程时，只需经过一次最高量程的测量，即可找到正确的量程。

而在降量程（读数小于正在测量的量程的降量程阈值）时，只需将读数直接同较小量程的降量程阈值进行比较，就可找到正确的量程，而无需逐个量程进行测量。

此外，在大多数情况下，被测量并不一定会经常发生大幅度变化。

所以，一旦选定合适的量程，应该在该量程继续测量下去，知道发现过载或被测量低于降量程阈值。

（2）确定性程转换的确定性是指在升、降量程时，不应该发生在二个相邻量程间反复选择的现象。

这种情况的出现是由于分挡差的存在所造成。

例如，某一电压表20V量程挡存在着负的测量误差，而2V挡又存在着正的测量误差。

那么，在升量程转换点附近就有可能出现反复选择量程的现象。

假设被测电压为2V，在20V挡读数可能为1.999V，低于满度值的十分之一，理应降量程到2V 挡进行测量。

但是，2V挡读数为2.002V，超过满度值，应该在升至20V挡进行测量。

于是就产生了二个相邻量程间的反复选择，造成被选量程的不确定性。

量程选择的不确定性可以通过给定升降阈值回差的方法来解决。

通常可采用减小降量程阈值的方法。

例如，降量程阈值选取满度值的9.5%而不是10%，升量程阈值为100%。

这样，只要两个相邻量程的测量误差绝对值之和不超过0.5%，就不会造成被选量程的不确定性。

百度文库- 让每个人平等地提升自我江西科技师范学院毕业设计（论文）题目：自动转换量程频率计控制器设计系院：通信与电子学院专业：电子信息工程学生姓名：陈浩学号：指导老师：陈亮亮封面格式不对，封面格式电子档已放入群共享量程自动转换的数字式频率计的设计数字频率计是一种基本的测量仪器。

它被广泛应用与航天、电子、测控等领域。

它的基本测量原理是，首先让被测信号与标准信号一起通过一个闸门，然后用计数器计数信号脉冲的个数，把标准时间内的计数的结果，用锁存器锁存起来，最后用显示译码器，把锁存的结果用LED数码管显示出来。

根据数字频率计的基本原理，本文设计方案的基本思想是分为四个模块来实现其功能，即整个数字频率计系统分为分频模块、计数并自动换挡模块、锁存器模块和译码器模块，并且分别用VHDL对其进行编程，实现了闸门控制信号、计数电路、锁存电路、显示电路等。

本设计方案还要求，被测输入信号的频率范围自动切换量程，控制小数点显示位置，并以十进制形式显示。

整个频率计设计在一块CPLD芯片上，与用其他方法做成的频率计相比，体积更小，性能更可靠。

频率计的测频范围：0~10MHz。

该设计方案通过了Max+plusⅡ软件仿真、硬件调试和软硬件综合测试。

关键词：数字频率计;电子设计自动化;CPLD;格式不对，而且你怎么会用到CPLD？目录第一章引言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 频率计的发展情况 (3)第二章设计所用工具与环境介绍 (5)2.1 BTYG-EDA实验开发系统简介 (5)2.1.1 系统特点 (5)2.1.2 系统资源介绍 (5)2.2 CPLD简介 (6)2.2.1 CPLD器件结构简介 (6)2.2.2 典型CPLD器件简述 (9)2.2.3 CPLD在新技术中的应用 (12)2.3 VHDL语言简介 (13)2.3.1 VHDL的发展情况与特点 (13)2.3.2 VHDL语言结构 (15)第三章频率计的设计方案 (19)3.1 传统方法 (19)3.2 现代方法 (19)3.2.1 自顶向下的设计方法 (19)3.2.2 与传统的设计方法相比EDA的特点 (20)3.3 本设计的方法 (22)第四章数字频率计的设计 (24)4.1 频率计的设计要求与原理 (24)4.1.1 设计要求 (24)4.1.2 频率测量方法及原理 (24)4.2 频率计的硬件设计 (26)4.2.1 电子设计的发展情况 (26)4.3 频率计的软件设计及其仿真 (27)4.3.1 软件设计的实现 (27)4.3.2 功能模块的实现 (28)4.3.3 各模块基于VHDL的设计与仿真 (29)4.4 下载验证 (38)4.4.1 管脚分配 (38)4.4.2 硬件调试 (40)4.4.3 软件调试 (41)4.4.4 数据下载与验证 (41)第五章实验测试与误差分析 (44)5.1 实验测试的方法 (44)5.2 系统的验证 (44)5.3 频率测量精度分析 (45)5.4 测量误差分析 (46)总结语 (48)参考文献 (49)Abstract (50)附录 (51)第一章引言1.1 研究背景近年来信息技术、电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的大大提高。

《智能仪器》实验报告实验项目自动量程切换实验时间同组同学班级111学号1111姓名瓜瓜2014年4月表4-2 AD526增益设置控制转换器AD774B四、实验步骤1．本实验需要用到的实验模块包括：“SMP-102 12位并行AD模块”，“SMP-202 C8051模块”，“SMP-204 译码模块”。

2．把上述模块分别插放到相应的实验挂箱所在位置。

3．在确保上述模块插放无误后，用扁平信号线连接“SMP-1 信号转换单元”挂箱的“J2”与“SMP-2 控制器单元”挂箱的“J8”；“SMP-1 信号转换单元”挂箱的“J1”与“SMP-2 控制器单元”挂箱的“J7”。

4．将“SMP-2 控制器单元”挂箱的“切换模块”切换到下列状态：SW1（全部OFF），SW2（全部OFF），SW3（全部OFF），SW4（全部OFF）。

5．将“SMP－204 译码模块”上的插针J1的2、3用短路帽短接，J2的2、3用短路帽短接，J3的1、2用短路帽短接，给系统上电。

6．在“SMP-102 12位并行AD模块”的“CH0”和“CH1”处接入2K电阻，“CH1”和“CH2”处接入1K电阻，“CH2”和GND处接入1K电阻。

7．打开“实验程序/C8051实验程序/多路开关”文件夹下SWITCH.wsp和GAIN.wsp项目文件，阅读、分析、理解程序，参照图4-3所示流程图，用C语言编写多量程切换程序。

用适配器连接PC机和系统MCU，编译、生成项目、下载程序；8．在“SMP-102 12位并行AD模块”的“CH0”接入6V输入电压。

在程序中的设置断点，全速运行程序到每个断点处。

观察“SMP-102 12位并行AD模块”上的A0~A1处的通道选择指示灯的变化情况，并观察调试软件AD转换后所得数值。

9．依次在“SMP-102 12位并行AD模块”的“CH0”接入12V、24V的电压信号，重复上述实验步骤8。

图4-2 12位并行AD模块预置最小 量程增加量程(选择MPC508下一通道)结果与0FFFH比较A/D 转换子程序溢出？最大量程？返回自动量程切换程序NoYes设过载标志YesNo存转换结果图4-3 量程切换程序流程图五、实验报告1．用c 语言编制实验程序。

学位论文量程自动转换数字万用表设计作者姓名：秦小康学科专业：测控技术与仪器学号： 6指导教师：刘继军（讲师）完成日期：2014-06-09太原工业学院Taiyuan Institute of Technology诚信申明本人申明：本人所提交的毕业论文《量程自动转换数字万用表设计》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果，论文中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中加以说明；有关老师、同学和其他人员对我的论文的写作、修订提出过并为我在论文中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。

本设计和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。

特此申明。

本人签名：2014年月日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：量程自动转换数字万用表设计系部：电子工程系专业：测控技术与仪器学号： 6学生：秦小康指导教师（含职称）：刘继军（讲师）1．课题意义及目标本设计使数字万用表成为了智能化检测仪器，与传统数字万用表相比,提高了测试效率和测试结果的准确性,使用方便。

其中，量程自动转换模块采用程控增益放大器实现。

本设计能够实现以下功能：第一，量程自动转换；第二，避免万用表被损坏；第三，避免量程选择开关的机械损耗引起的准确度下降。

2．主要任务（1）明确设计的主要内容：显示模块、A/D 转换模块、量程自动转换模块等的设计（2）查阅并学习相关文献资料（3）掌握数字万用表的基本工作原理（4）掌握自动转换量程的原理（5）实现设计并仿真（6）严格按照格式要求撰写论文3．主要参考资料[1]张剑平.智能化检测系统及仪器[M].第二版.北京:国防工业出版社,.[2]郭志友.自动换量限的数字万用表[J].仪器仪表学报,,第 25 卷(第1期).[3]沙占友等.万用表速学巧用一本通[M].第一版.北京:中国电力出版社,.[4]秦辉.全自动数字万用表:中国,[P].[5]张华林. MCP41/42 系列数字电位器的原理及其应用[J]. 漳州师范学院学报(自然科学版, 2007(第3期).4．进度安排量程自动转换数字万用表设计摘要本文主要介绍量程自动转换数字万用表的设计方法。