基于单片机的频率计设计开题报告doc

频率计设计开题报告频率计设计开题报告一、研究背景频率计是一种用于测量信号频率的仪器，广泛应用于电子、通信、无线电等领域。

目前市场上存在各种类型的频率计，但在某些特定应用场景下，仍存在一些问题，如精度不高、测量范围有限等。

因此，本次研究旨在设计一种新型的频率计，以提高测量精度和拓展测量范围。

二、研究目标本次研究的主要目标是设计一种基于数字信号处理技术的高精度频率计。

具体目标包括：1. 提高频率计的测量精度，使其能够满足更高精度要求的应用场景；2. 拓展频率计的测量范围，使其能够适应更广泛的频率范围；3. 优化频率计的性能指标，如响应速度、稳定性等。

三、研究内容本次研究的主要内容包括以下几个方面：1. 频率计原理研究：对现有频率计的工作原理进行深入研究，分析其优缺点，为设计新型频率计提供理论基础；2. 数字信号处理算法研究：探索适用于频率计的数字信号处理算法，提高测量精度和响应速度；3. 电路设计与优化：设计新型频率计的硬件电路，优化电路结构和参数，提高稳定性和抗干扰能力；4. 系统集成与测试：将数字信号处理算法和电路设计相结合，进行系统集成，并进行实验测试，验证设计的可行性和性能指标。

四、研究方法本次研究将采用以下研究方法：1. 文献综述：对相关领域的文献进行综述，了解现有频率计的研究进展和存在的问题；2. 理论分析：对频率计的原理进行深入分析，探索提高测量精度和拓展测量范围的方法；3. 数字信号处理算法的仿真与验证：使用MATLAB等工具进行数字信号处理算法的仿真和验证，评估其性能；4. 电路设计与优化：使用EDA工具进行电路设计和优化，提高电路的性能指标；5. 系统集成与测试：将数字信号处理算法和电路设计相结合，进行系统集成，并进行实验测试，验证设计的可行性和性能指标。

五、研究意义本次研究的意义主要体现在以下几个方面：1. 提高测量精度：设计一种高精度的频率计，满足更高精度要求的应用场景，提高测量精度；2. 拓展测量范围：设计一种能够适应更广泛频率范围的频率计，满足不同应用场景的需求；3. 推动技术发展：通过研究新型频率计的设计，推动相关领域的技术发展，为电子、通信、无线电等领域的应用提供更好的测量工具。

单片机数字频率计开题报告1. 研究背景在电子领域，频率是一个非常重要的参数。

频率计是一种测量电子信号频率的仪器，广泛应用于通信、电力、无线电以及科学研究等领域。

传统的频率计通常由模拟电路实现，但随着单片机技术的发展，数字频率计逐渐成为主流。

2. 研究目的本文旨在设计并实现一个基于单片机的数字频率计，能够精确测量输入信号的频率，并通过显示器输出结果。

该频率计将有助于提高测量精度、简化操作流程，并具备一定的自动化能力。

3. 研究内容3.1 单片机选择考虑到频率计需要高精度的计数能力，本项目选用Atmel公司的AVR系列单片机作为控制核心。

根据需求分析，选择ATmega328P作为单片机主控芯片。

3.2 信号输入频率计的输入信号需要进行电平转换和滤波处理，以确保测量的准确性和稳定性。

本项目将使用信号调理电路对输入信号进行初步处理，并采用低通滤波器滤除杂散信号。

3.3 计数算法本项目将采用计数器算法来测量输入信号的频率。

通过使用单片机的计数功能，可以实时计数输入信号的周期数，并通过算法将其转化为频率值。

3.4 显示输出为了直观地显示测量结果，本项目将使用液晶显示器作为输出设备。

单片机将通过串行通信协议将测量结果发送给液晶显示器，以实现结果的实时显示。

4. 技术路线4.1 硬件设计根据项目需求和选择的单片机，设计输入信号调理电路和低通滤波器，以及液晶显示电路。

4.2 软件设计编写单片机的控制程序，实现输入信号的读取和处理、计数算法的运算以及输出结果的显示控制。

4.3 系统集成将硬件和软件进行集成测试，验证系统的可行性和稳定性。

5. 预期成果本项目预期能够设计并实现一个基于单片机的数字频率计，具有以下特点和性能：•高测量精度：能够精确测量输入信号的频率，误差控制在可接受范围内。

•简化操作流程：通过单片机控制，实现自动化测量，简化用户的操作流程。

•易扩展性：系统具备一定的扩展性，可以根据实际需求进行功能升级。

基于51单片机的频率计设计报告
在该设计报告中，我将介绍基于51单片机的频率计的设计原理、硬件设计和软件设计。

设计原理：
频率计是一种用于测量信号频率的仪器。

基于51单片机的频率计的设计原理是利用单片机的定时计数器来测量输入信号的脉冲个数，然后将脉冲个数转换为频率。

硬件设计：
硬件设计主要包括输入信号的采集电路、计数电路和显示电路。

输入信号的采集电路使用一个比较简单的电路，包括一个电阻和一个电容，用于将输入信号转换为脉冲信号。

计数电路使用单片机的定时计数器来进行计数。

在这个设计中，我们使用TIMER0和TIMER1作为计数器，分别用于测量输入信号的高电平时间和低电平时间，然后将两个时间相加得到一个完整的周期，再根据周期反推频率。

显示电路使用一个LCD模块来显示测量得到的频率。

在这个设计中，我们使用IO口将计算得到的频率发送给LCD模块，通过LCD模块来显示频率。

软件设计：
软件设计主要包括信号采集、脉冲计数和频率计算。

信号采集主要通过定时器的中断来进行。

在采集到一个脉冲之后，中
断程序会使计数器加1
脉冲计数是通过对输入信号高电平时间和低电平时间计数来完成的。

在脉冲计数的过程中，我们需要启动TIMER0和TIMER1，并设置正确的工
作模式和计数值。

频率计算是通过将高电平时间和低电平时间相加得到一个完整的周期，然后再根据周期反推频率来完成的。

最后，将计算得到的频率发送给LCD
模块进行显示。

总结：。

目录1 前言 (1)2 频率计原理 (1)3 设计思想 (2)4 51单片机系统的硬件连接及调试 (2)5 单元程序的设计 (4)5.1 1s定时 (4)5.2 T1计数程序 (6)5.3 频率数据采集 (7)5.4 进制转换 (7)5.5 数码显示 (11)6 频率计系统总体程序 (15)7 程序的调试 (20)8 设计心得 (22)参考文献 (22)1 前言单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。

51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍接受及应用。

51系列及其衍生单片机还会在继后很长一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高速发展的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用是非常重要的。

本次课程设计的内容是使用89C51RC单片机最小系统设计频率计系统，系统以单片机为主控单元，主要用于对方波频率的测量。

2频率计原理频率的测量实际上就是在1s时间内对信号进行计数，计数值就是信号频率。

用单片机设计频率计通常采用两种办法，第一种方法是使用单片机自带的计数器对输入脉冲进行计数；第二种方法是单片机外部使用计数器对脉冲信号进行计数，计数值再由单片机读取。

第一种方法的好处是设计出的频率计系统结构和程序编写简单，成本低廉，不需要外部计数器，直接利用所给的单片机最小系统就可以实现。

这种方法的缺陷是受限于单片机计数的晶振频率，输入的时钟频率通常是单片机晶振频率的几分之一甚至是几十分之一，在本次设计使用的98C51单片机，由于检测一个由“1”到“0”的跳变需要两个机器周期，前一个机器周期测出“1”，后一个周期测出“0”。

故输入时钟信号的最高频率不得超过单片机晶振频率的二十四分之一。

《频率计》实验报告班级：电子094 姓名：刘洋学号：0910910408班级：电子094 姓名：王铁柱学号：0910910414实验日期：2011-11-14至2011-12-14一．设计要求1.1实验目的及原理（1）利用单片机计数器功能实现正弦波频率的检测。

（2），频率计又称为频率计数器是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。

1.2实验要求（1）输入信号为峰峰值为5V的正弦信号，信号频率为1～60KHz，设计整形电路将正弦信号整形为方波。

（2）利用单片机定时/计数器的计数功能对整形后方波进行计数从而实现频率的测量。

（2）在数码管或LCD实时显示输入信号的频率。

1.3实现部分（1）输入信号峰峰值可在1V～10V范围变化。

（2）实现了方波和正弦波的频率检测，通过按键进行方波或正弦波检测模式的改变，在数码管或LCD进行检测模式的显示。

（3）正弦波测量范围达到1Hz～3.8MHz，正弦波测量范围达到1Hz～4.7MHz，测量精度达到10Hz单位，高于实验要求。

二．总体设计2.1频率计测频原理概论：简而言之就是：“通过测量单位时间内出现的方波个数，进行频率计算”。

将输入的正弦波信号经波形转换模块转换为方波，高频信号再经过分频模块进行分频。

由晶体振荡器产生的基频，按十六进制分频得出的分频脉冲，经过驱动电路增加带载能力。

在时间间隔T内累计周期性的重复变化次数N，则频率的表达式为式：数字频率计的原理框图如下:电路总设计图2.2 系统组成及工作原理数字频率计由以下模块组成：单片机控制模块、驱动模块、施密特电路波形转换模块、按键模块、分频模块和显示模块。

（1）STC89C52单片机简介TN清零信号锁存信号III IIIIV VSTC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。

在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

单片机数字频率计开题报告篇一：数字频率计开题报告武汉大学珞珈学院本科生毕业论文（设计）开题报告毕业论文（设计）题目数字频率计系统设计系：电子信息科学系学号： XX05060 姓名：一、论文选题的目的和意义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，并且与许多电参量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。

在数字电路中，数字频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成，计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。

在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得尤为重要。

测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动等优点，是频率测量的重要手段之一。

为了实现智能化的技术，测频实现宽领域，高精度的频率计，一种有效的方法是将单片机用于频率计的设计中去。

单片机数字频率计以其可靠性高，体积小，价格低，功能全等优点，广泛的应用于各种智能仪器中，这些智能仪器校核以及测量过程的控制中，达到了自动化传统仪器中的开关和按钮被键盘所代替，测试人员在测量时只需按需要按的键，省掉了很多繁琐的人工操作，而采用lcd液晶显示器能够清楚明了的显示出测得的实验数据。

二、国内外关于该论题的研究现状和发展趋势研究现状：随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。

对于抵挡产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性能搞，低价格。

而对于中高档产品，则要求有高分辨率，高精度，搞稳定度，高测量速率；除通常通用计数器所具有的功能外，还要有数据处理功能，时域分析功能等等，或者包含电压测量等其他功能。

这些要求有的已经实现或者部分实现，但要真正完美的实现这些目标，对于生产厂家来说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了。

由于微电子技术和计算机技术的发展，频率计都在不断地进步着，灵敏度不断提高，频率范围不断扩大，功能不断地增加。

课程设计说明书课程设计名称：专业课程设计课程设计题目：数字频率计学院名称：信息工程学院专业：电子信息工程班级：学号：姓名：评分：教师：2012 年 6 月 29 日数字频率计是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，在计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域应用广泛。

本文详细介绍数字频率计的软件设计，并概述了硬件设计，以中界频率为界，低频采用测周法，而高频采用测频法。

其中，硬件电路由放大电路、整形电路、单片机定时计数电路、7279显示电路四个部分组成。

通过单片机STC89C51实现对特定周期窄脉冲的计数功能；通过芯片LM324实现对小信号的放大；通过芯片74LS14将输入的非方波整形成方波；通过芯片hd7279A驱动数码管可连续动态显示4位数。

软件部分采用的是一种结构化语言C51进行编程。

它层次清晰，便于按模块化方式组织程序，易于调试和维护。

主要功能模块有主程序、测频法程序、测周法程序、分离千、百、十、个位程序、7279显示程序组成。

本数字频率计可测量范围在1Hz—9999Hz的正弦波、方波、三角波的信号，时基宽度为1us,10us,100us,1ms，本数字频率计测量误差大约在0.1%左右，精度为±0.04%，直接由软件判断测频所用方法，解决了存在的换挡速度慢等缺点，并且节约了硬件上的成本。

具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便等优点，而且还具有成本低、性价比高、功耗低等特点。

因此，该频率计具有一定的实用价值。

关键词：测频法、测周法、STC89C51单片机、HD7279A前言 (5)第一章硬件电路方案设计及设计要求 (6)1.1 设计内容及要求 (6)1.2方案比较 (6)1.3 方案论证 (7)1.4方案选择 (8)第二章系统组成和工作原理 (9)2.1系统组成 (9)2.2 系统工作原理 (9)2.2.1频率计测量方法简介 (9)2.2.2工作原理 (10)第三章硬件电路设计 (11)3.1单片机最小系统电路 (11)3.1.1 STC89C51功能简介 (12)3.1.2单片机STC89C51引脚图 (13)3.1.3复位电路 (14)3.2 放大整形模块 (16)3.3 施密特整形 (16)3.4 HD 7279A显示模块 (17)第四章软件设计及程序流程图 (20)4.1 编程语言的选择及程序的编译调试 (20)4.2 单片机计数原理 (21)4.3主程序设计 (21)4.3.1设计思路 (21)4.3.2程序流程图 (22)第五章实验调试、测量结果记录和误差分析 (26)5.1实验调试 (26)5.2 测量结果记录 (26)5.3误差分析 (28)5.3.1产生误差的原因 (28)5.3.2减小误差的方法 (28)第六章小结和体会 (30)参考文献 (31)附录一元器件清单 (32)附录二实验电路图 (32)附录三实验代码 (33)前言当今社会，随着科技的进步，数字系统的设计有了很大的进步，如今运行速度快、在功能更加强大的基础上更加便于使用携带成了发展的方向。

2010级电子信息工程电子信息工程专业《单片机原理及应用》课程设计报告设计题目单片机频率计的设计姓名及学号程海龙刘永何晓20100342040学院工程技术学院专业电子信息工程班级10.2班指导老师方飞2013年5月22号一、设计题目及要求1、设计题目基于单片机的数字频率计设计。

2、设计要求（1）基本要求①用单片机的定时器/计数器功能，外部扩展8位LED数码管，要求累计每秒进入单片机的外部脉冲个数，用LED数码管显示出来；②频率范围：10Hz~10MHz方波（TTL 电平）,并显示出来；③要求画出单片机硬件系统框图，电路原理图，软件流程图。

（2）发挥部分①频率上扩至10KHz（分频后再测量）；10mV正弦信号频率测量（设计信号调理电路）；②自制稳压电压。

指导教师签名：年月日二、指导教师点评指导教师签名：年月日三、成绩报告（70%）：分，作品（30%）：分，总分：分验收盖章年月日目录1引言........................................................................................................................ - 4 - 2芯片简介................................................................................................................ - 4 - 2.1单片机.. (4)2.1.1单片机特点及引脚图............................................................................... - 4 -2.1.2单片机引脚说明....................................................................................... - 6 - 2.2其它芯片资料.. (8)2.2.1 74HC573 ................................................................................................... - 8 -2.2.2 74HC138 ................................................................................................... - 9 - 3方案选择与论证.................................................................................................. - 10 - 3.1方案比较.. (10)3.2方案论证 (11)3.3方案选择 (12)4频率计系统原理概述.......................................................................................... - 12 - 4.1频率计方案的概述. (12)4.2系统设计结构图 (12)4.3显示功能描述 (12)5系统硬件设计...................................................................................................... - 13 - 5.1时钟电路.. (13)5.2复位电路 (13)5.3显示电路 (14)5.4放大整形电路 (15)6软件设计.............................................................................................................. - 16 - 6.1软件实现原理 .. (16)6.2软件流程图 (16)7系统调试.............................................................................................................. - 17 - 8总结...................................................................................................................... - 17 - 9致谢...................................................................................................................... - 18 - 10参考文献............................................................................................................ - 18 - 11 附录 (18)摘要随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。