基于51单片机的数字频率计毕业设计论文

目录1频率计的概要和发展动态 (1)2 单片机介绍 (1)2.1单片机的简介和发展 (1)2.2 AT89C51的原理 (2)2.2.1主要特性 (3)2.2.2管脚说明 (3)2.2.3振荡器特性 (4)2.2.4芯片擦除 (4)3 仿真软件protuse的介绍 (5)4系统模块设计 (6)5硬件部分 (6)5.1整形电路 (6)5.2控制电路 (7)5.3显示电路 (8)5.3.1 LCD1602引脚 (8)5.3.2 LCD1602的指令介绍 (8)5.4总体电路图 (9)6仿真结果 (11)6.1仿真结果 (11)6.2结果分析 (11)7 结论 (11)8参考文献 (12)附录 (12)1 keil C51软件介绍 (12)2 程序流程图 (13)3系统源程序 (14)1频率计的概要和发展动态在电子技术中，频率作为基本的参数之一，它与许多电参量的测量方案、测量结果密切相关，因此，频率的测量十分的重要。

在许多情况下，要对信号的频率进行精确测量，就要用到数字频率计。

数字频率计作为一种基础测量仪器，它被用来测量信号（方波、正弦波、锯齿波等）频率，并且用十进制显示测量结果。

它具有测量精度高、测量省时、使用方便等特点。

随着微电子技术和计算机技术的不断发展，单片机被广泛应用到大规模集成电路中，使得设计具有很高的性价比和可靠性。

所以，以单片机为核心的简易数字频率计设计，改善了传统的频率计的不足，充分体现了新一代数字频率计的优越性。

2 单片机介绍2.1单片机的简介和发展单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。

单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和IO接口电路等。

因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

单片机经过1、2、3、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强IO功能及较好的结构兼容性方向发展。

基于51单片机和CPLD的等精度频率计目录摘要 (1)1前言 (2)2 等精度频率测量原理分析 (3)2.1 等精度频率测量原理 (3)2.2 等精度频率测量的误差分析 (4)3 系统方案 (5)3.1 方案提出及比较 (5)3.2系统整体方案 (6)3.3单片机与CPLD连接方案 (7)3.4 单片机定时及数据处理方案 (8)3.5 CPLD计数方案 ...................................................... 错误！未定义书签。

4 方案实现........................................................................... 错误！未定义书签。

4.1 CPLD设计 .............................................................. 错误！未定义书签。

4.2单片机设计.............................................................. 错误！未定义书签。

4.3关键源代码分析...................................................... 错误！未定义书签。

5 仿真及测试....................................................................... 错误！未定义书签。

5.1仿真分析.................................................................. 错误！未定义书签。

5.2 测试结果与分析..................................................... 错误！未定义书签。

毕业论文（设计）题目基于单片机的频率计设计英文题目The design of frequency meter based on single chip- 1 -摘要频率计，也称为频率表或电子计数器。

它不仅是电子测量和仪表专业领域中测量频率与周期、测量频率比和进行计数、测时的重要仪器，而且要比示波器测频更方便、经济得多，特别是现代电子计数器产品与组件和具有多种测量功能的数字频率计，已广泛应用于计算机系统、通讯广播设备、生产过程自动化测控装置、带有LED、LCD数字显示单元的多种仪表以及诸多的科学技术领域。

可以说伴随着数字化技术的发展，电子计算机、通讯设备、音频和视频技术进入科研、生产、军事技术和经济生活领域，直至家庭和个人，使得电子计数器和测频手段与上述电子设备耦连为形影不离的技术。

以单片机AT89C51为核心设计了一种频率计。

在设计中应用单片机的数学运算和控制功能，克服了一般数字频率计在低频精度不高的缺点；频率计首先以单片机内部的定时/计数器产生1S定时作为控制闸门信号，然后把被测信号放大整形后的方波脉冲信号的周期作为计数，从而求得被测信号的频率值，最后通过八位动态显示电路显示数值。

电路主要由以下三部分组成：。

它是频率计的核心，大部分工作由它完成；。

为频率测量作好准备；。

用于显示频率值。

关键词：单片机；频率计；显示- 2 -The design of frequency meter based on single chipAbstrac Frequency, also known as frequency counter or electronic form. It is not only electronic measurement instruments and professional in the field of measuring frequency and the cycle than the frequency of measurement and counting, the important measurement instruments, oscilloscopes and measuring frequency than more convenient, more economic, especially the modern electronic counter products and components And a variety of measurements of the digital frequency, has been widely used in computer systems, radio communication equipment, automated production process measurement and control devices, with LED, LCD modules figures show that the number of instruments and many scientific and technical fields. It can be said that along with the development of digital technology, computers, communications equipment, audio and video technology into the research, production, military technology and economic spheres of life, until the families and individuals, making electronic means of measuring frequency counter and the electronic equipment and even for the decoupling Inseparable technology.I have designed one kind of frequency meter which regarded Single-Chip Microcomputer AT89C51 as the mathematical operation of applying in designing Single-Chip Microcomputer and controlling the function, has overcome the general digital frequency meter in the shortcoming not high of the precision of low frequency; frequency meter at first with timing of Single-Chip Microcomputer / counter 1S produces as controlling the gate signal examine signal is it have a facelift square wave cycle conduct of pulse signal after count to amplify, is it examine into frequency value of signal to try to get , show through 8 circuit display number value dynamically circuit is made up of three following parts mainly: Single-Chip Microcomputer. It is a core of the frequency meter, most work are finished by it; and have a facelift the circuit. Prepare for frequency measurement; c. the display circuit. Used for showing frequency value. Key Words: Single-Chip Microcomputer; Frequency Meter; Display目录Abstract (III)引言 (1)第1.章概述1.1.频率计的定义 (1)1.2.频率计的发展与应用 (1)1.3.频率计的设计内容 (1)第2.章系统总体方案设计2.1.设计方案 (2)2.2.方案论证及选用依据 (3)2.3.频率测量的原理 (3)2.4.总体思路 (4)2.5.具体模块 (4)第3.章硬件电路的具体设计3.1.AT89C51主控制器模块 (5)3.2.单片机的定时\计数 (10)3.3.电源模块 (11)3.4.放大整形模块 (16)3.5.分频设计模块 (15)3.6.显示模块 (17)第4.章系统的软件设计4.1.软件模块设计 (20)4.2.中断服务子程序 (21)4.3.显示子程序 (22)4.4.应用软件简介 (22)第5.章总结 (23)参考 (25)附录 (26)引言1．概述在电子测量领域中,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,因此频率计在教学、科研、测量仪器、工业控制等方面都有较广泛的应用。

基于51单片机和CPLD的等精度频率计目录摘要 (1)1前言 (2)2 等精度频率测量原理分析 (3)2.1 等精度频率测量原理 (3)2.2 等精度频率测量的误差分析 (4)3 系统方案 (5)3.1 方案提出及比较 (5)3.2系统整体方案 (6)3.3单片机与CPLD连接方案 (7)3.4 单片机定时及数据处理方案 (8)3.5 CPLD计数方案 ...................................................... 错误！未定义书签。

4 方案实现........................................................................... 错误！未定义书签。

4.1 CPLD设计 .............................................................. 错误！未定义书签。

4.2单片机设计.............................................................. 错误！未定义书签。

4.3关键源代码分析...................................................... 错误！未定义书签。

5 仿真及测试....................................................................... 错误！未定义书签。

5.1仿真分析.................................................................. 错误！未定义书签。

5.2 测试结果与分析..................................................... 错误！未定义书签。

基于51单片机的频率计的设计频率计是一种测量信号频率的仪器或装置，其原理是通过对信号进行计数和定时来测量信号的周期，并进而计算出信号的频率。

在本篇文章中，我们将设计一个基于51单片机的频率计。

设计方案：1.硬件设计：(1)时钟电路：使用11.0592MHz晶振为主频时钟源。

(2)信号输入：选择一个IO口作为信号输入口，通过外部电平转换电路将信号转换为51单片机能够处理的电平。

(3)显示装置：使用一个数码管或液晶显示屏来输出测量结果。

2.软件设计：(1)初始化：设置51单片机的工作模式、引脚功能、定时器等。

初始化时，将IO口配置为输入模式，用于接收外部信号。

(2)定时器设置：利用定时器来进行时间的测量，可以选择适当的定时器和计数器来实现定时功能。

(3)外部中断设置：使用外部中断来触发定时器，当外部信号边沿发生变化时，触发定时器的启动或停止。

(4)中断处理：通过中断处理程序来对定时器进行启动、停止和计数等操作。

(5)频率计算：将计数结果经过一定的处理和运算，计算出信号的频率。

(6)结果显示：将计算得到的频率结果通过数码管或液晶显示屏输出。

3.工作流程：(1)初始化设置：对51单片机进行初始化设置，包括端口、定时器、中断等的配置。

(2)外部信号输入：通过外部电平转换电路将要测量的信号输入至51单片机的IO口。

(3)定时测量：当外部信号发生边沿变化时，触发外部中断，启动定时器进行定时测量。

(4)停止计时：当下一个信号边沿出现时，中断处理程序停止定时器，并将计数结果保存。

(5)频率计算：根据定时器的设置和计数结果，计算出信号的周期和频率。

(6)结果显示：将计算得到的频率结果通过数码管或液晶显示屏进行显示。

4.注意事项：(1)确保信号输入的稳定性：外部信号输入前需要经过滤波处理，保证稳定且无杂波的输入信号。

(2)测量精度的提高：如有必要，可以通过增加定时器的位数或扩大计数范围来提高测量精度。

(3)显示结果的优化：可以根据需要，通过增加缓冲区、优化数码管显示等方式来改善结果的可读性。

附件16：毕业设计（论文）基于单片机的电子计数式频率计摘要基于AT89系列单片机的高精度频率计的设计方案，描述了它的系统组成、工作原理和软件设计。

此外，阐述了利用单片机实现测频法测量频率的方法，包括同步接口电路设计和测量原理。

该频率计采用单片机与频率测量技术相结合，利于测频测量法的实现和灵活的测量自动控制，并且大大提高了测量的精度。

本设计采用单片机作为控制和测量的核心器件，提高了系统的可靠性和灵活性。

采用场效应管与差分放大电路组成模拟输入通道，具有自动增益控制和良好的频响特性。

关键词：高精度；频率计；单片机ABSTRACTThe design idea about a high precision frequency measurement meter based on AT89S52 chip computer is introduced．The general designing，operational principle，and software flow are provided．In the paper, the method of synchronous multi-cycle frequency measurement with SCM is also discussed，including the Synchronous interface circuit and the measurement principle，It is easy to achieve the synchronous multi-cycle measurement，auto-control and high precision by applying SCM and the theory of frequency-measurement.Microcontroller is the key device in measuring and control in the system that improves its stability and flexibility. The input analog circuit, comprising low-noiseFET and differential amplifier( MC10116 )let it automatic gain control ( AGC ) and the fine frequency response character.Key words：high precision；frequency counter；Microcontroller目录摘要........................... 错误！未定义书签。

毕业论文课题：基于单片机的数字频率计的设计摘要本方案主要以单片机为核心，主要分为时基电路，复位电路，显示电路三大部分，设计以单片机为核心，利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。

编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。

本设计以89C51单片机为核心，应用单片机的算术运算和控制功能并采用LED数码显示管将所测频率显示出来。

系统简单可靠、操作简易，能基本满足一般情况下的需要。

既保证了系统的测频精度，又使系统具有较好的实时性。

本频率计设计简洁，便于携带，扩展能力强，适用范围广。

[关键词]单片机，运算，频率计，LED数码管。

*******************************************************************************************************************************************专抠专欢迎**业抠为您的**代群大加入**做 2 学**毕 4 生**设 6 服** 3 务** 8 解** 2 决** 2 问** 3 题** ***********************************************************************************************************************************************AbstractThe program mainly microcontroller as the core, are divided into time-base circuit, the logic control circuit, amplifier shaping circuit, the gate circuit, the counting circuit, latch circuit, decoding circuit most of the seven shows, design a microcontroller as the core, the measured signal the first amplifier to amplify the incoming signal, and then was sent to the waveform shaping circuit surgery, the measured sine wave or triangle wave shaping as a square wave. Counter and timer microchip features of the signal count. Write the corresponding program can automatically adjust the measurement range of SCM, and the frequency of the measured data to the display circuit displays.The design of the89C51microcontroller core, microcontroller applications and control functions and arithmetic operations with LED digital display tube to the measured frequency is displayed. System is simple, reliable, easy to operate and can basically meet the general needs. Both to ensure the accuracy of the system frequency measurement, but also the system has good real-time. The frequency meter design is simple and easy to carry, expansion capability, wide application.[Key words] microcontroller, operation, frequency meter, LED digital tube。

基于51单片机的数字频率计毕业论文目录第1节引言 (2)1.1数字频率计概述 (2)1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算 (2)1.3基本设计原理 (3)第2节数字频率计（低频）的硬件结构设计 (4)2.1系统硬件的构成 (4)2.2系统工作原理图 (4)2.3AT89C51单片机及其引脚说明 (5)2.4信号调理及放大整形模块 (7)2.5时基信号产生电路 (7)2.6显示模块 (8)第3节软件设计 (12)3.1 定时计数 (12)3.2 量程转换 (12)3.3 BCD转换 (12)3.4 LCD显示 (12)第4节结束语 (13)参考文献 (14)附录汇编源程序代码 (15)第1节引言本应用系统设计的目的是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识，以及查阅资料，培养一种自学的能力。

并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当中。

在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。

全能提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。

1.1数字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。

本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602A LCD显示器动态显示6位数。

测量围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1us,10us,100us,1ms。

用单片机实现自动测量功能。

基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。

毕业设计〔论文〕题目：基于单片机的频率计设计学生姓名：廖承润学号：学部〔系〕：信息学部专业年级：光信1班指导教师：赵真职称或学位：副教授2015年5 月20 日目录目录 (I)摘要....................................................... I II ABSTRACT....................................................... I V 第一章绪论. (1)1.1频率计概述 (1)1.2频率计发展现状及研究概况 (1)1.3本课题研究背景及主要研究意义 (2)数字频率计的种类 (2)第二章数字频率计的结构设计 (4)控制电路 (4)2.2单片机部分 (5)2.3数据显示电路 (6)2.4软件设计流程图 (9)第三章频率测量原理 (10)3.1测量频率的原理 (10)3.2直接测频法 (10)第四章系统设计 (11)4.1功能实现 (11)4.2硬件部分设计 (11)4.2.1 信号放大电路 (11)4.2.2 单片机AT89C52 (12)4.2.3 测量数据显示电路 (13)4.3硬件电路工作过程 (14)4.3.1 直接测频法的工作流程 (15)第五章数字频率计的设计与仿真 (17)电路的设计 (17)电路设计的内容和方法 (17)电路设计的步骤 (18)5.2数字频率计的仿真 (19)第六章减小误差措施及扩展方面 (23)减小误差措施 (23)扩展方面 (23)6.3功能上的完善 (24)6.3.1 增加键盘控制 (24)6.3.2 实现自动量程转换 (24)6.3.3 液晶显示器〔LCD〕进行数据的显示 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)1硬件设计原理图： (28)2数字频率计测量频率程序： (29)基于单片机的频率计设计摘要本文提出设计数字频率计的方案，重点介绍以单片机AT89C52为控制核心，实现频率测量的数字频率设计。

摘要在电子技术中，频率是最大体的参数之一，而且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分紧密的关系，因此频率的测量就显得更为重要。

测量频率的方式有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、利用方便、测量迅速，和便于实现测量进程自动化等优势，是频率测量的重要手腕之一。

电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在必然闸门时刻内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。

直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。

本文论述了基于通用集成电路设计了一个简单的数字频率计的进程。

关键词：频率，信号，周期AbstractIn electronic technology,the frequency is the most basic one of the parameters,andwith a number of electrical parameters of the measurement program,measurement more important,There are several ways of mesuring frequency,in which electronic counter the frequency with high precision,easy to use ,quick measurements,and is easy to realize the advatages of automaion of measurement process is an important means of frequency Counter Frequency Measurement There are two ways:First,the directfrequency measurement method,thatis,the gate in a certain period of time measured the number of measured signal pulse;2is indirect frequency measurement method,such as cycle frequency measurement frequency measurement method for high-frequency signals offrequency measurement,indirect frequency measurement method for low-frequency signald of frequency this paper,based on a commom integrated circuit design of a simple digital frequency meter process.Key words:frequency,signal,period目录摘要 (Ⅰ)一、引言（一）数字频率计概述 (1)（二）问题提出 (1)（三）设计思想 (1)二、方案论证与比较（一）方案选择 (2)一、整体方案比较 (2)二、测频方案比较 (2)（二）测频原理 (2)三、数字频率计设计（一）数字频率计原理 (4)一、数字频率计的大体组成 (4)二、数字频率计的要紧技术指标 (5)（二）数字频率计的设计 (5)一、硬件电路设计 (5)二、软件的设计 (7)3、软件仿真 (9)四、大体元器件的论述（一）AT89S52简介 (9)一、要紧功能特性 (10)二、引脚功能 (11)（二）555按时器 (11)一、555按时器及其应用 (11)二、施密特触发器 (12)五、终止语（一）总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录 (16)一、引言（一）数字频率计概述数字频率计是运算机，通信设备，音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。

内容摘要本设计采用的是脉冲宽度测量法实现对频率的测量，采用了MCS-51系列的单片机AT89C51和五个硬件电路。

单片机片内有两个独立的16位定时计数器,对被测信号进行分频后送入单片机,由单片机内部时钟12分频的脉冲信号对其测量,将测量的结果,经过运算后通过LED数码管显示出来。

本文设计的频率计就是基于上述设计思路，实现测量的数字化、自动化、智能化。

关键词：数字频率计；频率测量；周期测量；单片机控制目录0 前言 (1)1测量频率的方案及基本原理 (2)1.1数字频率计的测量方案选取 (2)1.2 测量频率的基本原理 (2)2频率计的整体设计思想及设计框图 (4)2.1系统总体设计要求 (4)2.2设计思想 (4)3系统的实现 (5)3. 1 硬件系统的组成 (5)3．2软件系统的设计 (10)4 被测信号的频率范围及其误差分析 (14)4.1 频率运算的基本方法 (14)4.2同步计数计时法 (16)4.3 连续采样的两种方法及其误差分析 (17) (22)4．4所测频率最大值fxmax4．5所测频率最小值f (22)xmin5 结论 (24)参考文献 (25)0 前言频率计是一种基础测量仪器，到目前为止已有30多年的发展史。

一直以来，人们对频率计的特性主要有如下需求：（1）足够宽的频率测量范围；（2）高精度和高分辨率。

精度是指测量的准确程度，即仪器的读数接近实际信号频率的程度，精确度越高测量越准确。

分辨率表明很小的变化都能在仪器上显示出来，高分辨率可快速测出更小的漂移值和不稳定值。

长期以来，人们测量频率的方法有两大种类：直接测量频率法，间接测量频率法。

直接测量就是依据频率的定义对被测信号进行测量，即是单位时间内（通常是一秒）发出的脉冲个数，直接测量频率法在低频误差较大，不能满足设计要求。

间接测量频率法有多种，较常用的是周期测量频率法和脉冲宽度测量法，实际上周期测量和脉冲测量方法基本相同，本论文就是用的脉冲宽度测量法实现对频率的测量，他的特点是测量迅速、灵敏，结构简单，精度高，误差小。