基于89C52单片机的数字频率计的设计

基于单片机的数字频率计设计(创新的自动选当功能)基于单片机的数字频率计设计摘要：一个基于单片机的数字频率计设计，系统硬件主要包括整形电路（由74LS00斯密特触发器组成），分频器74LS161、多路选择器74LS151、与非门74LS00组成的分频模块，控制电路（由AT89C52单片机组成），LED数码管和显示电路。

能根据输入信号自动切换量程，可以测量方波、三角波及正弦波等多种波，结构简单，操作方便，价格低廉，适用于日常生活和生产、计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域。

关键词：单片机；数字频率计；定时器；计数；测量；AT89C52Design of digital frequency meter based on singl e chipmicrocomputerAbstract：The hardware system includes shaping circuit (consisting of 74LS00 Schmitt trigger), frequency module frequency divider 74LS161, 74LS151, 74LS00 MUX NAND gate, control circuit (composed of AT89C52 single chip computer), LED digital tube and display circuit. The software includes control of the main program and interrupt service subroutine, digital transformation procedures and display program. According to the input signal automatic switching range, can be measured in square wave, triangular wave and sine wave, wave, simple structure, convenient operation, low price, suitable for daily life and production, computer, communications equipment, audio video and other fields of scientific research and production.Keywords:single chip microcomputer; digital frequency meter; timer; counter; measurement; 89C52目录第1章引言 (1)1.1 数字频率计的发展和意义 (1)1.2 数字频率国内外的发展形势 (1)1.3 本章小结 (2)第2章系统总体设计 (4)2.1 系统设计要求 (4)2.2 测频方法 (4)2.3 系统设计思路 (5)2.4 系统设计框图 (5)2.5 本章小结 (6)第3章系统硬件设计 (7)3.1 单片机模块设计 (7)3.1.1 AT89C52介绍 (7)3.1.2 单片机引脚分配 (8)3.1.3 复位电路 (8)3.1.4 定时/计数器 (9)3.2 电源模块设计 (10)3.2.1 电源变压器 (11)3.2.2 整流电路 (11)3.2.3 滤波电路 (12)3.2.4 稳压电路 (12)3.2.5 电源模块原理图 (12)3.3 放大整形模块设计 (13)3.3.1 与非门74LS00 (13)3.3.2 放大整形模块原理图 (14)3.4 分频模块设计 (15)3.4.1 分频器74LS161芯片 (15)3.4.2 多路选择器74LS151芯片 (16)3.4.3 分频模块原理图 (16)3.5 显示电路设计 (17)3.5.1 频率数值显示电路 (18)3.5.2 频率数值单位显示电路 (18)3.6 整机电路流程 (19)3.7 本章小结 (19)第4章系统软件设计 (20)4.1 系统流程图 (21)4.2 初始化 (22)4.3 频率测量模块和量程自动切换模块设计 (22)4.4 显示模块设计 (25)4.5 延时模块设计 (27)4.6 本章小结 (28)第5章系统仿真及数据分析 (29)5.1 电源模块仿真 (29)5.2 放大整形电路仿真 (29)5.2.1 仿真软件MULTISIM 10.0仿真整形电路 (29)5.2.2 仿真放大整形电路 (30)5.3 频率计仿真 (32)5.3.1 使用KEIL软件编程 (32)5.3.2 使用软件Proteus仿真频率计 (32)5.4 本章小结 (38)第六章、结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录1 原理图 (42)附录2 Pcb电路图 (43)附录3 元件清单 (44)附录4 程序源代码 (45)附录5 仿真效果图 (53)第1章引言1.1 数字频率计的发展和意义随着电子信息技术的飞速发展，各种离散的电子元器件及其相关的功能单位。

2.LED动态显示流程图
· 要显示的数据以BCD码的方式存放在单片机RAM的存
储单元中。
开始
返回
位选码左移1位 N
显示完 Y
指向下一个显示单元
延时1ms
置段选、位选码初 位选码送P2口 段选码转字型码
段选码送P0口
系统仿真电路图
误差分析
· 1、低频测量误差大。（原因:在低频测量时用的是 测频法，实际测量低频时需要用测周法才能对低频 准确测量）
· 2、测量低频的时候显示不稳定。（原因:受到高频 信号的影响）
· 3、频率精度不高。（原因:单片机的定时时钟的精 度影响基准时间）
减小误差措施
· 1.选用频率较高和稳定性好晶振。如选24MHZ的晶振 可使测量范围扩大，稳定性好的晶振可以减小误差。
· 2.测量频率低的信号时，可适当调整程序，延长门 限时间，减少相对误差。
· 最后，衷心感谢各位评阅老师，感谢您们参与我的 论文评阅工作！
谢谢大家！
·6.七段LED显示器共阴极字型码
·7.定时/计数器T0、T1方式0的结构
· C/T为定时或计数方式选择位。 · 当C/T=1时，定时/计数器工作在计数方式。 · 当C/T=0时，定时/计数器工作在定时方式。
软件部分设计
1.软件设计流程
待测信号
AT89C52单片机
译码
否 有ห้องสมุดไป่ตู้ 位判 断
是
数据显示电路
· 本设计的总体功能是完成对被测信号脉冲进行计 数，数据处理，输出显示控制。
硬件部分设计
·1.总体结构
· 频率计由单片机AT89C52 、信号预处理电路、测量 数据显示电路所组成，其中信号预处理电路包括待 测信号放大电路、波形变换、整形和分频电路。

的 农 民优 先补 贴 。
在设计 中 ， 由于要考 虑到对高频 的分频处理 ， 因此 在显 示模块 的处 理 中应该要考虑 利用软件 的方法 将档位分 为三 个档 ， 增加 Ｋ ｚ ， Ｈ 档 这样 就可以 比较好地显示 出分 频后的频 率。
４ 结 语
今 年 购 置 补 贴 农 机 在 操 作 流 程 和 资金 结 算 办 法上
对于低频信号 ， 采用测周法 。当低频信号产生一个下降
沿时 ， 引发 Ｔ ｌ中断 ， 同时启动定时器 ， 一直到第 二个下 降沿 开始时关 闭定 时器 。这样就可以测出信号周期 ， 过求倒得 经 到频率 ， 显示在 Ｌ Ｄ上 ， Ｃ 所以 Ｔ １工作在 定时状态下 ， 每定 时 １ 秒钟 到，就停止 ｒ Ｉ Ｄ的计数 ， 而从 １ 、 Ｄ的计数 单元 中读 取计 数的数值 ， 进行数据处理 ， 送到 Ｌ Ｄ显示 。Ｔ 工作 在定 时状 Ｃ １ 态下 ， 最大定 时 时间约 为 ６ ｍｓ所 以定 时 ５ ｍｓ共定 时 ２ ５ ， ０ ， Ｏ
号很容易产生较大误差；第二种方法是单片机定时器测周长 ，
对正 弦波进行频率测量 ，首先要将正弦波整形成方波。 由于频率范 围从 １ ｚ １ Ｍ ，本设计采用 了两个施密特 Ｈ 到 ０ Ｈｚ 整形 ， 能够很 好地将正弦波整成方 波 ， 并且只要输 入电压合 适， 施密特能够工作 的频率范围能够达到 Ｉ Ｍ 以上 。 Ｏ Ｈｚ 一般 的比较器只有一个作 比较的临界电压 ， 若输入端有噪声来 回
均 销 售 价 格 的 ３％。 ０
对于高频信号 ， 采用测 频法 ， 即使用单 片机 自带 的计数 器对输入脉 冲进行计数 ，从 而对频率 进行测量 。 为计数
器 ， 闸门打开 时间 内计数 ；１作为定时器 ， 在 Ｔ 控制 闸门开关

基于单片机简易频率计设计一、前言频率计是一种测量电信号频率的仪器，其应用广泛。

本文将介绍如何基于单片机设计一个简易的频率计。

二、设计思路本次设计采用单片机作为核心控制芯片，通过捕获输入信号的上升沿和下降沿来计算出信号的周期，从而得到信号的频率。

具体实现过程如下：1. 选择合适的单片机选择一款适合本次设计要求的单片机，需要考虑其性能、价格、易用性等因素。

常见的单片机有STC89C52、AT89C51等。

2. 硬件电路设计硬件电路主要包括输入端口、捕获定时器模块、显示模块等。

其中输入端口需要接收待测信号，捕获定时器模块用于捕获信号上升沿和下降沿的时间，显示模块则用于显示测得的频率值。

3. 软件程序设计软件程序主要包括初始化程序、捕获中断服务函数和主函数等。

其中初始化程序用于设置捕获定时器模块和显示模块参数，捕获中断服务函数则是实现对输入信号上升沿和下降沿时间的捕获与计算，主函数则用于控制程序流程和显示结果。

三、硬件设计1. 输入端口设计输入端口需要接收待测信号，一般采用BNC接头。

由于输入信号可能存在较高的电压和噪声，因此需要加入滤波电路以保证输入信号的稳定性。

2. 捕获定时器模块设计捕获定时器模块是本次设计的核心部分，其主要功能是捕获输入信号的上升沿和下降沿时间，并通过计算得到信号周期和频率值。

常见的捕获定时器模块有16位定时器/计数器、32位定时器/计数器等。

在本次设计中，我们选择了16位定时器/计数器。

3. 显示模块设计显示模块主要用于显示测得的频率值。

常见的显示模块有LED数码管、LCD液晶屏等。

在本次设计中，我们选择了LCD液晶屏。

四、软件程序设计1. 初始化程序初始化程序主要包括设置捕获定时器模块参数、设置LCD液晶屏参数等。

2. 捕获中断服务函数捕获中断服务函数是实现对输入信号上升沿和下降沿时间的捕获与计算，其具体实现过程如下：（1）当捕获定时器模块捕获到输入信号上升沿时，记录当前时间值。

单片机的选用
方案一：单片机AT89C52
AT89C52单片机与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。其主要工作特性是：片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；片内数据存储器内含256字节的RAM；具有32根可编程I/O口线；具有3个可编程定时器；中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；具有一个数据指针DPTR；低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；具有可编程的3级程序锁定位；AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；AT89C52最高工作频率为24MHz。
综上所述，两者基本功能相同，同样的晶振频率，STC89C52的速度比AT89C52快，同时STC89C52下载程序方面，直接串口就可以下载，AT89C52需要使用专用的编程器。后者比较流行，前者已经停产了。所以选择方案二的单片机。
液晶显示选用
方案一：数码管显示
数码管是一类显示屏，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期等所有可用数字表示的参数。由于它的价格便宜使用简单，在电器特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。由于发光二极管的余辉效应及人的视觉暂留现象，实际上尽管数码管不是同时点亮，但只要扫描的速度很快，给人的印象就是稳定的显示数据，不会有感觉到闪烁，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗低。
论文题目
基于单片机的频率计设计
一、选题背景和意义
本论文主要研究用单片机来设计的频率计。因为在电子技术中，频率的测量十分重要，这就要求频率计要不断的提高其测量的精度和速度。在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，简洁、高效、经济成为人们办事的一大宗旨。在电子技术中这一点表现的尤为突出，人们在设计电路时，都趋向于用竟可能少的硬件来实现，并且尽力把以前由硬件实现的功能部分，通过软件来解决。因为软件实现比硬件实现具有易修改的特点，如简单的修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要容易的多，故基于微处理器的电路往往比传统的电路设计具有更大的灵活性。

基于DS18B20+89C52单片机的数字温度计设计简介数字温度计是现代生活中常见的电子设备之一，其广泛应用于医疗、环境监测、生产制造等领域。

本文介绍基于DS18B20+89C52单片机的数字温度计设计。

DS18B20是一款高精度数字温度传感器，能够实现0.5℃的温度测量精度，同时具备防水、防腐等特性。

89C52是一款高性能单片机，具备高速计算、高稳定性等特点。

本文将分析DS18B20的原理及使用方法，并结合89C52单片机设计出一款数字温度计。

DS18B20工作原理DS18B20是一种数字温度传感器，内置了AD转换器、数字信号处理器等。

其工作原理为利用其内部的温度传感器测量物体的温度，将温度转换为增量数字量输出，输出端为单总线，同时具备多级地址识别能力，因此可进行多个传感器测温。

DS18B20使用方法1.按照DS18B20的引脚标识将其连接至单总线上；2.DS18B20提供了ROM查询指令，用于查询DS18B20的唯一地址；3.测温需要通过读取DS18B20的EEPROM寄存器得到，读取指令由主控制器发出，DS18B20在收到读取指令后进行温度转换，然后将转换后的温度值存储至EEPROM中；4.读取温度值需要使用读温度命令，该命令由主控制器发出，DS18B20回送温度值。

89C52单片机使用方法89C52是一款AT89C系列单片机，具备丰富的I/O端口、高速时钟、EEPROM等特点。

在使用89C52进行数字温度计设计时，需要进行以下操作： 1.通过端口设定进行DS18B20的唤醒和读温度操作； 2. 通过定时器进行延时操作，调整温度传感器的读取时间； 3. 将温度值加以整型处理并显示。

数字温度计设计数字温度计的设计需要综合考虑到DS18B20的特性以及89C52单片机的能力和特点。

下面是数字温度计的设计实现过程： 1. 连接DS18B20至89C52单片机的I/O口； 2. 设计读取DS18B20的温度值程序； 3. 设计处理温度值的程序，并将其显示至数码管上； 4. 加入延时程序，以保障温度读取的准确性和稳定性。

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]。

摘要在电子技术中，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更为重要。

频率计可以用纯硬件电路搭制。

本文设计了一种以单片机AT89C52为核心的数字频率计,其中硬件部分主要是由整形电路、单片机最小系统和显示单元组成的，软件设计是由一些功能模块来实现的，例如有初始化模块、数据显示模块等等。

此外，通过控制单片机的各项功能和运算操作能力进而来实现周期和频率间的计数和数据的保存。

通过这样的设计能测量频率10Hz-10kHz,这既达到了设计所要求的频率测量范围，又达到了较高的精确度。

测量时，将被测输入信号送给单片机，通过程序控制计数，结果送数码管显示频率值。

本设计中的频率计具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点,适合测量低频信号,能基本满足一般情况下的需求,既保证了测频精度，又使系统具有较好的实时性，并且本频率计设计简洁，便于携带，扩展能力强，适用范围广。

另外，由于本设计采用了模块化的设计方法，提高了测量频率的范围,并且本次设计包括硬件画图和软件程序编写。

关键词：频率测量,频率计,单片机,LED显示ABSTRACTAmong electronic technology, frequency is one of the most basic parameters,and result of measuring have a very close relation to a lot of electric parameters, so the measurement of frequency seems even more important. Frequency counter can take the system with pure hardware circuitry.Based on single-chip processor digital frequency of thousands of design and implementation Abstract This article proposes plan design digital frequency meter, highlighting the design taking monolithic integrated circuit AT89C52 as the control core. The hardware partially is composed by the shaping circuit 、the smallest system of microcontroller and the data display electric circuit; The software design is achieved by many functional modules, such as the signal frequency measurement module、the data display module and so on. What's more ,achieving counting function and conversion between cycle and frequency by using control functions and mathematics operation ability of microcontroller. Like these the survey scope can achieve 10Hz-10kHz, both can reach the frequency range requirements designed,and the measuring accuracy high。

课程设计报告课程名称：单片机课程设计报告题目：数字频率计学生姓名：所在学院：专业班级：学生学号：指导教师：2013 年12 月25 日课程设计任务书摘要以ATME单片机为核心，利用单片机的外部中断、定时器的计数模式和定时器的功能对信号发生器产生的脉冲频率进行计数。

且可以根据频率的不同，单片机控制选择测周法或者测频法对产生的脉冲波形进行计数，以进行更加精确的频率测量。

而且可以通过按键来进行频率测量方法的选择。

关键词：数字频率计；测频发；测周法；单片机目录、概述、方案论证1．总体方案2.测量方案选择 (2)三、硬件设计 (2)1.系统功能描述 (2)2.硬件电路设计方框 (3)3 •单片机各部分电路 (3)四、软件设计 (4)1.测频发 (4)2•测周法 (4)3•主程序流程图设计 (5)4. 程序设计 (14)五、课程与心得14六、参考文献15一、概述数字频率计是采用数字电路制成的实现对周期性变化信号的频率的测量。

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，方波信号以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，精度高，显示直观，所以经常要用到数字频率。

二、方案论证1总体方案本次设计包含硬件设计与软件设计两部分，根据设计任务要求，采用 AT89S52单片机，配置时钟电路，复位电路构成单片机最小系统，配置前置放大电路，人机对话通道中的键盘，数码管显示，从而构成设计要求的单片机应用测频系统，其结构框图如下图1-1所示：前置放大整形数码管显示键盘电路图1结构框图2.测量方案选择方案一：直接测频法。

直接测频法是把被测频率信号经脉冲形成电路后加到闸门的一个输入端，只有在闸门开通时间T (以秒计)内，被计数的脉冲被送到十进制计数器进行计数。

基于AT89S52的数字频率计设计基于AT89S52的数字频率计设计标签：频率计AT89S521602ALED分享到：在电子领域内，频率是一种最基本的参数，并与其他许多电参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的测量精度。

因此，频率的测量就显示得尤为重要，测频方法的研究越来越受到重视。

频率计作为测量仪器的一种，常称为电子计数器，它的基本功能是测量信号的频率和周期，频率计的应用范围很广，它不仅应用于一般的简单仪器测量，而且还广泛应用于教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等其他领域。

随着微电子技术和计算机的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。

目前，市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计，但价格不菲。

为适应实际工作的需要，本文考虑以单片机(AT89 S52)为控制平台和一个1602ALED显示器作为显示部件设计的一种频率计，整个设计采用定时、计数的方法测量频率，不但切实可行，而且体积小、成本低、低功耗、精度高、可自动量程转换、保密性强、设计简单，大大降低了设计成本和实现复杂度。

频率计的硬件电路是用PRIT EL绘图软件绘制而成，软件部分的单片机控制程序，是以KELL-51作为开发工具用汇编语言编写而成，而频率计的实现则是选用Proteus仿真软件来模拟和测试，最后通过综合调试，能实现所有要求的功能，完全满足本次设计的要求。

1 设计思路传统的测频仪器体积很大，耗能量大，主要靠手工操作，而最大的缺点是不以可编程，其量程转换、数据测量、采样控制和处理等均不能通过程序指令来进行控制，无法作为一个微型智能子系统与某一大型自动控制或测试系统进行接口。

针对这些缺点，本频率计在设计上做了改进，首先以信号放大整形后的方波脉冲作为控制闸门信号，然后采用计数器和锁存器对不同频率范围的信号直接进行计数来完成分频功能，分频后的信号由接口电路送给单片机，由单片机的计数对其进行计数，最后将计数结果通过运算转变为原号的频率数值，最后通过动态显示电路显示数值。

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学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。

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基于52单片机数字频率计系统设计报告学号：1108441096课程设计报告基于AT89C52单片机数字频率计系统设计院系电子信息工程学院专业电气工程及其自动化班级（ 2 ）姓名华杰摘要在电子技术中，频率是最基本的参数之一，同时也是一个非常重要的参数，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，频率的测量就显得更为重要。

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。

频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。

本文中详细介绍了频率计的仿真及设计过程。

本文设计了一种以单片机STC89C52为核心的数字频率计。

介绍了单片机、放大整形模块、分频模块和LCD1602显示模块等各个模块的组成和工作原理。

测量时，将被测输入信号送给单片机，通过程序控制计数，结果送LCD1602显示频率值。

本次设计是以单片机STC89C52为控制核心，利用它内部的定时/计数器完成待测信号频率的测量。

应用单片机的控制功能和数学运算能力，实现计数功能和频率的换算，最后显示测量的频率值。

本次设计所制作的频率计外围电路简单，大部分功能都通过软件编程实现，利用单片机控制实现频率计的自动换挡功能；用单片机中断控制端口实现频率的测量功能；通过分频电路实现对频率档位的控制。

本次设计的频率计具有测量准确度高，响应速度快，体积小等优点。

实现了1Hz~4MHz范围的频率测量，而且可以实现量程自动切换。

关键词：AT89C52；数字频率计；分频；放大电路目录摘要 (I)目录 (II)1 引言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)2 总体方案设计 (2)2.1 数字频率计设计内容 (2)2.2 总体思路 (2)2.3 具体模块 (2)3 硬件设计 (4)3.1 电路设计的步骤 (4)3.2 STC89C52简介 (4)3.2.1STC89C52RC引脚功能说明 (5)3.2.2 单片机引脚分配 (6)3.3 信号调理及放大整形模块 (6)3.3.1 LM318介绍 (6)3.2.2 1N4733及74LS14介绍........................................... 错误!未定义书签。

数字频率计设计摘要：本文提出设计数字频率计的多种方案，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计设计。

测频的基本原理是采用在高频段直接测频法，在低频段测周期法的设计思路；硬件部分由放大电路、波形变换和整形电路、闸门时基控制电路、分频电路、单片机和数据显示电路组成；软件部分由信号频率测量模块、周期测量模块、定时器中断服务模块、数据显示模块等功能模块实现。

应用单片机的控制功能和数学运算能力，实现计数功能和频率、周期的换算。

设计的频率计测量范围能够达到2HZ～50MHZ，满足所要求的频率范围，测量精度较高，平均相对误差仅为0.3401%。

另外，文章对频率测量过程中数据误差的来源进行了探讨，提出了减小误差的措施。

最后，文章还对频率计的设计方案提出了可扩展的地方。

关键词：数字频率计；单片机AT89C52；频率测量；周期测量；误差The design of digital frequency meterLU JiabinCollege of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, ChinaAbstract：This article proposes many kinds of plans design digital frequency meter, highlighting the design taking monolithic integrated circuit AT89C52 as the control core, the realization frequency measurement of digital frequency meter.Selected design ideas which directly measuring frequency law in the high-band and testing cycle law in the low-band; The hardware partially is composed by enlarged circuit、the profile transformation and the reshaping circuit、the gate at the base control circuits、sub-frequency circuits、the microcontroller and the data display electric circuit; The software design is achieved by many functional modules, such as the signal frequency measurement module、the signal cycle survey module、timer interruption of service module、the data display module and so on. Achieving counting function and conversion between cycle and frequency by using control functions and mathematics operation ability of microcontroller. Like these the survey scope can achieve 2HZ ~ 50MHZ, both can reach the frequency range requirements designed, the measuring accuracy high, and can cause the average relative measuring error to be only 0.3401%. In addition, the article has carried on the discussion to the data error origin in the process surveyed the frequency, and proposed the measures reduce the measuring error. Finally, the article also raise the frequency of the design options will be further improved.Key Words：Digital frequency meter; Microcontroller AT89C52; Frequency measurements; Measure- ment cycle; error文献综述科学技术发展到今天，数字化产品以其独特的优越性而越来越受到广大消费者的认可。

一引言1.1 课题的背景数字频率计是一种基础工业电子测量仪器，迄今已有30多年的发展历史。

早期，设计师们追求的目标主要是扩展测量范围，和提高测量精度、稳定度等。

这些也是人们衡量数字频率计的技术水平，决定数字频率计价格高低的主要依据。

目前随着微型处理器技术的迅速发展，数字频率计装置外观、功能日臻完善，成熟。

随着科学技术的发展和数字频率计的广泛应用，用户对数字频率计也提出了更高的要求。

对于低档产品要求操作方便，量程足够宽，可靠性高，价格低。

而对于中高档产品，则要求有高分辨率，高精度，高稳定度，高测量速率。

除通常通用频率计所具有的功能外，还要有数据处理功能，数据存储功能，统计分析功能，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已经实现，但要真正完美的实现这些目标，对于设计者来说，还有许多工作要做。

随着数字集成电路技术的飞速发展，应用计数法原理制成的数字式频率测量仪器具有精度高、测量范围宽、稳定度高、便于实现测量过程自动化等一系列的突出特点。

1.2课题意义众所周之，电能质量直接关系到电力系统的供电安全和供电质量。

电能质量具有一个很重要的指标—频率。

频率不仅影响这系统中的有功功率，而且影响系统的有功与无功的平衡，即功率因数。

保证电力系统的频率合乎标准是系统运行调整的一项基本任务。

用电电器必须工作在合适的频率条件下。

变压器也是利用频率进行电压的变换。

频率在现代工业和日常生活中具有很重要的作用。

国防军事、科学研究、深空探索、GPS定位、罗兰定位、机械尺寸测量、大地测量、物理基准、导弹发射、卫星探测、空间技术等对频率具有精确的要求。

利用现在的控制技术对频率精确得测量据用很重要的意义。

1.3单片机的发展前景1.3.1单片机的特点单片机问世以来，以其惊人的速度占领市场。

目前单片机几乎渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。

单片机的主要优点在于：(1)控制性能强与可靠性能高单片机的设计是为了满足工业控制，所以实时控制能力特别强，CPU可以对I/O端口直接进行操作，位操作能力更是其它控制器无法比拟的。

单片机课程设计报告题目：基于89C52单片机的数字频率计院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名： ------ 学号： ---------- 指导教师： -----2012 年 11 月 15 日摘要该系统以STC89S51单片机为核心, 应用单片机的运算和控制功能并采用LCD 显示器实时地将所测频率显示出来, 通过测量结果对比,分析了测量误差的来源,提出了减小误差应采取的措施。

频率计具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点,适合测量低频信号。

关键词:单片机，频率测量AbstractThe paper introduces one cymometer system Based on singlechip which applys the singlechip`s function of operation and control and displays the result by LCD. By comparing results, the source of measurement error is analysed, the measures are proposed for reducing errors. T he frequency meter has characteristics of simple circuit, low cost, easy measurement and high precision, it fits for measuring low frequency signals.Key words : Singlechip,frequency- measure引言 (1)1 课程设计概述 (1)1.1 课程设计任务及要求 (1)1.2 主要仪器 (1)1.3 数字频率计概述 (1)1.4 测频基本设计原理 (2)2 方案论证 (2)2.1 总体方案 (2)2.2 测频方案选择 (3)3硬件设计 (3)3.1系统功能描述 (3)3.2硬件电路设计框架 (3)3.3单片机部分 (4)3.4 放大整形部分 (4)3.5分频部分 (5)3.6 LCD显示和键盘部分 (6)4 软件设计 (6)4.1 主程序流程图设计 (6)4.2 子程序流程图设计 (7)4.2.1 显示程序 (7)4.2.2频率测量程序框图 (8)4.2.3 中断服务流程图 (8)5 系统调试 (9)5.1显示调试 (9)5.2键盘调试 (9)5.3前置放大整形调试 (9)5.4软件调试 (9)6结果分析与结论 (10)7总结 (10)参考文献 (11)附录 (12)引言：在工业生产、仪器仪表行业及实验教学中，经常会遇到频率的测量，我们经常使用的及目前市场上所售的频率测量装置，大多数是采用小规模集成电路及分离元件组成。

《简易频率计制作》学院：信电学院班级：08—16班学牛姓名：陈杨04081843时间：从2018年5月10日到2018年5月15日等精度频率计的设计一摘要：本设计是基于AT89C52单片机频率计入信号为峰峰值5v的正弦信号，频率测量范围10HZ~100MHZ ，频率测量精度为0.1%。

采用1602液晶显示器显示测量结果。

信号源由PROTEUS的虚拟信号发生器产生。

b5E2RGbCAP二关键词：频率计等精度单片机分频三设计原理与总体方案：测量一个信号的频率有两种方法：第一种是计数法，用基准信号去测量被测信号的高电平持续的时间，然后转换成被测信号的频率。

第二种是计时法，计算在基准信号高电平期间通过的被测信号个数。

p1EanqFDPw根据设计要求测量10HZ~100MHZ的正弦信号，首先要将正弦信号通过过零比较转换成方波信号，然后变成测量方波信号。

如果用第一种方法，当信号频率超过1KHZ的时候测量精度将超出测量极度要求，所以当被测信号的频率高于1KHZ的时候需要将被测信号进行分频处理。

如果被测信号频率很高需要将被测信号进行多次分频直到达到设计的精度要求。

DXDiTa9E3d根据设计要求用单片机的内部T0产生基准信号，由INTO输入被测信号，通过定时方式计算被测信号的高电平持续时间。

通过单片机计算得出结果，最后有1062液晶显示器显示测量结果。

等精度频率计的系统设计框架如下图1所示。

RTCrpUDGiT图1等精度频率计系统设计框图四硬件设计：硬件电路主要分为信号转换电路、分频电路、数据选择电路、单片机系统 和显示电路五部分。

其总体电路图如图 2所示。

5PCzVD7HxA图2总体电路图4.1电平转换电路：要将正弦信号转换成方波信号可以用过零比较电路实现。

正弦信号通过LM833N 与零电平比较，电压大于零的时候输出 LM833N 的正电源+5V ，电压小于 零的时候输出负电源0V 。

具体电路如图3所示。

jLBHrnAlLg4.2分频电路：分频电路采用十进制的计数器74HC401来分频，当被测信号脉冲个数达到IjhK* .................................................................................................................................. .....................................................d 脏电aoaiaafist ........................................... - ............................................................I瓷3£瓷§:3™d€wisetiffi-n>不壬H-g “一』一g&a>§fOTEg gU5主工”一 4»£ 黑孟"E8 w士‘ - - - u-10个时74HC401产生溢出，C0端输出频率为输入频率的1/10,达到十分频的 作用。