电子计数器的设计(大学毕业论文)
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兰州交通大学毕业设计(论文)
I
摘 要
电子计数器是电子测量领域中最常见的测量仪器之一，它可以测量方波和正弦波的频率、周期和脉冲宽度等时间参数。
本设计主要以AT89S52作为控制单元，采用了直接测量法完成高精度频率计的设计，在软件编程中采用的是C语言。本论文由五部分组成：第一部分是绪论；第二部分是电子计数器的原理介绍；第三部分是单元电路的设计；第四部分是程序设计；第五部分是结论。
系统以单片机AT89S52为核心的控制系统，不但缩短了开发研制周期，并使本系统具有结构紧凑、体积小、可靠性高、测频范围宽、精度高等特点。
关键词：频率计；89S52单片机；C语言
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II
Abstract
Electronic counter is the most common measure in the field of electronic measuring, it
can measure many time parameters: frequency of square wave and sine wave, the time period,
pulse width and so on.
The AT89S52 is the mainly control unit of the design, complete the high-precision
frequency meter with direct measurement, the C programming language is used during
Software programming. This paper consists of five parts, the first part is introduction, the
second part introduces the principles of the electronic counter, and the third part is the design
of the circuit unit, the fourth part is the program design, the fifth part is the conclusion.
AT89S52 microcontroller is the core of the control system, shorten the deceloped cycle,
and so that the system has a compact structure, small size, high reliability and wide range of
frequency measurement, high precision.
Key Words: Cymometer; The single chip microcomputer 89S52; C Programming Language
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III
目 录
摘 要 ................................................................... I
ABSTRACT ................................................................ II
1. 绪论 ................................................................. 1
1.1 电子计数器概述 ..................................................... 1
1.2 电子计数器背景及发展趋势 ........................................... 2
1.3 课题研究的意义与作用 ............................................... 3
1.4 电子计数器的设计要求及技术指标 ..................................... 4
2. 电子计数器的工作原理 ................................................. 5
2.1 电子计数器的基本功能 ............................................... 5
2.2 电子计数器的设计方案 ............................................... 5
2.2.1电子计数器的分类 ................................................ 5
2.2.2实现方法 ........................................................ 6
2.3 电子计数器的工作原理 ............................................... 6
2.3.1电子计数器的基本工作原理 ........................................ 6
2.3.2电子计数器的基本结构 ............................................ 9
3. 硬件电路设计 ........................................................ 12
3.1 整形电路 .......................................................... 12
3.2 闸门电路 ......................................................... 13
3.3 计数电路 .......................................................... 14
3.4 锁存电路 .......................................................... 16
3.5 显示电路 .......................................................... 17
3.6 控制电路 ......................................................... 18
3.7 控制选择电路 ...................................................... 20
3.8 电源电路 .......................................................... 21
3.9 整体电路图 ........................................................ 21
4. 软件设计 ............................................................ 25
结论 .................................................................... 26
致谢 .................................................................... 27
参考文献 ................................................................ 28
附录： .................................................................. 29 兰州交通大学毕业设计(论文)
1
1. 绪论
1.1 电子计数器概述
电子计数器是数字电路中的一个典型应用，在实际的硬件设计中用到的器件较多，联机比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。电子计数器是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波、尖脉冲信号和其它具有周期特性的信号的频率，而且还可以测量它们的周期。经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；可以测量电容做成数字式电容测量仪；在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。因此电子计数器在测量物理量方面应用广泛。本设计用C语言实现电子计数器测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。具有体积小、可靠性高、功耗低的特点。电子计数器是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。采用C语言编程设计实现的电子计数器，除被测信号的整形部分、键输入部分和数码显示部分以外，其余全部在一片FPGA芯片上实现，整个系统非常精简，而且具有灵活的现场可更改性。在不更改硬件电路的基础上，对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能。该电子计数器具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等优点。 电子计数器是一种基础测量仪器，到目前为止已有30多年的发展史。早期，设计师们追求的目标主要是扩展测量范围，再加上提高测量精度、稳定度等，这些也是人们衡量电子计算器的技术水平，决定电子计数器价格高低的主要依据。目前这些基本技术日臻完善，成熟。应用现代技术可以轻松地将电子计数器的测频上限扩展到微波频段。
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。测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动
化等优点,是频率测量的重要手段之一。在数字系统中使用的最多的时序电路要算是计数器了。计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频，定时，产生时标脉冲和脉冲序列以及进行数字运算。
电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间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。
如果用做计数器，在计数到满值或至0后，重置初始值自动开始新的计数过程，从
