智能频率计设计
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if((fre>100)&&(fre<=1000))state=2;//频率100~1000Hz换C档
if((fre>1000)&&(fre<=25000))state=3;//频率1000~25000Hz换D档
if(fre>25000) state=4;//频率大于25000Hz换E档
LCD_show(fre); }}//液晶显示函数
for(i2=0;i2<=9;i2++)//显示量程
{www=liangcheng[state][i2];//查相应的量程的ASCII码
P7=www;//写数据
P6=0x05;//开始写数据
P6=0x04;//结束写数据
for(x=0;x<1000;x++);}//延时
P7=0xc1;//第二行显示
(2)测周法：这种方法是计量在被测信号一个周期内频率为F0的标准信号的脉冲数N来间接测量频率，F=F0/N。被测信号的周期越长(频率越低)，则测得的标准信号的脉冲数N越大，则相对误差越小。
2Байду номын сангаас2 频率测量硬件设计
频率测量有：频率表和频率比较器
频率表：用于频率的测量。测量一个输入信号的频率的大小。
频率比较器：用于频率的比较。比较两输入信号的频率的大小。
6.2 液晶显示程序设计
液晶显示程序如下。
void LCD_Init(void)
{unsigned int x;
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<5000;x++);//延时程序
P7=0x38;//两行显示，5×7点阵
P6=0x08;//结束写命令
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<1000;x++);//延时程序
double shu2=0;
if(state>=3)shu/=1000;//如果是高频档，用KHz的单位
shu2=shu;//将频率数值另存
shu1=shu;//取频率的整数部分
LCDpoint=LCD;
for(i2=0;;i2++)//将整数每位取出，并保存在LCD[]中
{LCD[i2]=shu1%10;
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）.课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
图4—6频率计电路
4.2.2
频率比较器电路有两个输入端，分别输入两个信号一个信号从Q1的基极输入，控制Q1的导通，Q1导通频率就是输入信号的频率，Q1后面就是一个二极管，用于产生与输入信号频率相对应的脉冲串，这个脉冲串是的Q2截止电容器C17放电。另一个信号从Q4 基极输入，它的作用原理同上只不过大的作用是给电容器C17充电，这样同时加入两个信号时C17上的电量就由两个输入信号的频率决定。刚开始时电容器C17上的电压为电源电压的一半5V，这样加入信号后如果f1高于f2的话，放电时间很长，所以其电压要低于5V，反之类似。这样就得到了由输入频率差得到的电压输出。其电路图如图4—7频率比较器电路图所示。
P7=0x01;//清除DDRAM，置AC=0；
P6=0x08;//结束写命令
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<5000;x++);}//延时程序
void LCD_show(double shu)
{ unsigned int i1,shu1=0,i2,i3,x;
unsigned char LCD[8]={0},temp=0,www=0,*LCDpoint;
P7=0x0e;//开显示，开光标，字符不闪烁
P6=0x08;//结束写命令
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<1000;x++);//延时程序
P7=0x06;//I/D=1，AC自动增加1；S=0，整体显示不移动
P6=0x08;//结束写命令
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<5000;x++);//延时程序
{fre=(double)((T-1+T1*60000)*SYSCLK/(Tcount1*65535));//直接计数法
PCA0L=0;PCA0H=0;T=0;T1=0;count=0;count1=0;st3=0;//各变量归零
PCA0CPM0|=0x01;}//开启捕捉中断
if(countt0>=450)//T0计时到了
智能频率计设计
1.2
1.2.1
设计一个智能频率计。
要求：1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。
2）智能频率计软件设计。
3）要求能够测量及显示频率，频率范围100HZ---500KHZ。
二 设计思路
2.1 频率测量方法
频率测量是电子测量领域的最基本测量，通常频率测量有两种方法:
(1)计数法：这是指在一定的时间间隔T内，对输入信号的周期脉冲计数为：N，则信号的频率为F= N /T。这种方法适合于高频测量，信号的频率越高，则相对误差越小。
图4—5单片机LED显示电路
4.2
4.2.1
该电路为一“频率转换插件”，能用万用表（或电压表）测量信号的频率，测量范围为100HZ-500KHZ。电路中D6、D7用于输入限幅保护，输入信号的幅值应低于400Vp-p。由于隔直电容C10的作用，电压比较器AR1只有交流输入，由于分压电阻R7、R8的作用AR1的输入端的直流偏置为电源电压的一半，流入R6的偏流使AR1输出低电平，一旦输入信号的振幅足够大克服了偏移AR1反转输出高电平通过C11的正反馈加快转换过程，当输入信号为负振幅时AR1重新反转，输出低电平。所以在IC3的输入端为一矩形波。IC3为一频率/电压转换芯片，其转换的线性度为1％。AR2输出的电压与输入信号的频率成正比的电压。输出有AR2缓冲，它是一个准确的电压跟随器，具有较低的输入阻抗。R17用于输出短路保护为防止由于电阻R17上的压降导致输出错误R17的输出端反馈到电压比较器的反相输入端。其电路图如图4—6频率计电路所示。
（3）数据的转化部分。
（4）数据的显示部分。
三硬件设计方框图
智能频率计设计方框图
四硬件设计
4.
4.1.1 电源电路
在电源电路中，SPX1117-3.3是稳压芯片将输入电压5V转换成3.3V作为C8051F020单片机的主要供电电源。S1为输入电源开关按钮，在下载完数据后可用此按键来更新下载数据。D2为电源指示灯，单片机通电时LED灯亮。其电路图如图4—1单片机电源电路所示。
case 1: Tcount=200; break;//B档，只计算200个被测脉冲
case 2: Tcount=800; break;//C档，只计算800个被测脉冲
case 3: Tcount1=400; break;//D档，只计算400*65536个基准脉冲
case 4: Tcount1=10; break;//E档，只计算10*65536个基准脉冲
LCD_Init();//液晶初始化
T0_Init();//T0初始化
SYSCLK_Init();//系统时钟初始化，11MHz
TR0=1;//启动定时器T0
while(1)//死循环
if(state1!=state)//判断是否有换档，有则进入if（）{}里面
{{switch(state)
{case 0: Tcount=3; break;//A档，只计算3个被测脉冲
default:break;}
state1=state;//换档结束
count1=0;count=0;//基准频率计时归零
T=0; T1=0;//被测脉冲计数归零
PCA0L=0;PCA0H=0;//PCA0定时器归零
PCA0CPM0|=0x01;}//开启捕捉中断
if(st1==1)//低频档
{Timer0=(double)((PCH*256+PCL+65536*(count+count1*60000))/SYSCLK);
3.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计 划 完 成 内 容
备注
1
月日
教师讲解题目，学生查阅相关资料
2
月日
查阅相关资料、进行方案论证
3
月日
参数计算、确定方案
4
月日
绘制原理图，设计PCB板图
5
月日
设计PCB板图，程序设计
6
月日
程序设计
7
月日
程序调试
8
月日
撰写论文
7
月日
论文答辩，成品验收
一设计任务描述
1.1 设计题目
1.设计主要内容及要求；
设计一个智能频率计。
要求：1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。
2）智能频率计软件设计。
3）要求能够测量及显示频率，频率范围100HZ---500KHZ。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
{fre=0;countt0=0;count1=0;count=0;state=0;state1=100;T=0;
T1=0;PCA0L=0;PCA0H=0;//各变量归零
PCA0CPM0|=0x01;}//开启捕捉中断
if((fre>1000)&&(fre<=25000))state=3;//频率1000~25000Hz换D档
if(fre>25000) state=4;//频率大于25000Hz换E档
LCD_show(fre); }}//液晶显示函数
for(i2=0;i2<=9;i2++)//显示量程
{www=liangcheng[state][i2];//查相应的量程的ASCII码
P7=www;//写数据
P6=0x05;//开始写数据
P6=0x04;//结束写数据
for(x=0;x<1000;x++);}//延时
P7=0xc1;//第二行显示
(2)测周法：这种方法是计量在被测信号一个周期内频率为F0的标准信号的脉冲数N来间接测量频率，F=F0/N。被测信号的周期越长(频率越低)，则测得的标准信号的脉冲数N越大，则相对误差越小。
2Байду номын сангаас2 频率测量硬件设计
频率测量有：频率表和频率比较器
频率表：用于频率的测量。测量一个输入信号的频率的大小。
频率比较器：用于频率的比较。比较两输入信号的频率的大小。
6.2 液晶显示程序设计
液晶显示程序如下。
void LCD_Init(void)
{unsigned int x;
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<5000;x++);//延时程序
P7=0x38;//两行显示，5×7点阵
P6=0x08;//结束写命令
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<1000;x++);//延时程序
double shu2=0;
if(state>=3)shu/=1000;//如果是高频档，用KHz的单位
shu2=shu;//将频率数值另存
shu1=shu;//取频率的整数部分
LCDpoint=LCD;
for(i2=0;;i2++)//将整数每位取出，并保存在LCD[]中
{LCD[i2]=shu1%10;
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）.课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
图4—6频率计电路
4.2.2
频率比较器电路有两个输入端，分别输入两个信号一个信号从Q1的基极输入，控制Q1的导通，Q1导通频率就是输入信号的频率，Q1后面就是一个二极管，用于产生与输入信号频率相对应的脉冲串，这个脉冲串是的Q2截止电容器C17放电。另一个信号从Q4 基极输入，它的作用原理同上只不过大的作用是给电容器C17充电，这样同时加入两个信号时C17上的电量就由两个输入信号的频率决定。刚开始时电容器C17上的电压为电源电压的一半5V，这样加入信号后如果f1高于f2的话，放电时间很长，所以其电压要低于5V，反之类似。这样就得到了由输入频率差得到的电压输出。其电路图如图4—7频率比较器电路图所示。
P7=0x01;//清除DDRAM，置AC=0；
P6=0x08;//结束写命令
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<5000;x++);}//延时程序
void LCD_show(double shu)
{ unsigned int i1,shu1=0,i2,i3,x;
unsigned char LCD[8]={0},temp=0,www=0,*LCDpoint;
P7=0x0e;//开显示，开光标，字符不闪烁
P6=0x08;//结束写命令
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<1000;x++);//延时程序
P7=0x06;//I/D=1，AC自动增加1；S=0，整体显示不移动
P6=0x08;//结束写命令
P6=0x09;//写命令
for(x=0;x<5000;x++);//延时程序
{fre=(double)((T-1+T1*60000)*SYSCLK/(Tcount1*65535));//直接计数法
PCA0L=0;PCA0H=0;T=0;T1=0;count=0;count1=0;st3=0;//各变量归零
PCA0CPM0|=0x01;}//开启捕捉中断
if(countt0>=450)//T0计时到了
智能频率计设计
1.2
1.2.1
设计一个智能频率计。
要求：1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。
2）智能频率计软件设计。
3）要求能够测量及显示频率，频率范围100HZ---500KHZ。
二 设计思路
2.1 频率测量方法
频率测量是电子测量领域的最基本测量，通常频率测量有两种方法:
(1)计数法：这是指在一定的时间间隔T内，对输入信号的周期脉冲计数为：N，则信号的频率为F= N /T。这种方法适合于高频测量，信号的频率越高，则相对误差越小。
图4—5单片机LED显示电路
4.2
4.2.1
该电路为一“频率转换插件”，能用万用表（或电压表）测量信号的频率，测量范围为100HZ-500KHZ。电路中D6、D7用于输入限幅保护，输入信号的幅值应低于400Vp-p。由于隔直电容C10的作用，电压比较器AR1只有交流输入，由于分压电阻R7、R8的作用AR1的输入端的直流偏置为电源电压的一半，流入R6的偏流使AR1输出低电平，一旦输入信号的振幅足够大克服了偏移AR1反转输出高电平通过C11的正反馈加快转换过程，当输入信号为负振幅时AR1重新反转，输出低电平。所以在IC3的输入端为一矩形波。IC3为一频率/电压转换芯片，其转换的线性度为1％。AR2输出的电压与输入信号的频率成正比的电压。输出有AR2缓冲，它是一个准确的电压跟随器，具有较低的输入阻抗。R17用于输出短路保护为防止由于电阻R17上的压降导致输出错误R17的输出端反馈到电压比较器的反相输入端。其电路图如图4—6频率计电路所示。
（3）数据的转化部分。
（4）数据的显示部分。
三硬件设计方框图
智能频率计设计方框图
四硬件设计
4.
4.1.1 电源电路
在电源电路中，SPX1117-3.3是稳压芯片将输入电压5V转换成3.3V作为C8051F020单片机的主要供电电源。S1为输入电源开关按钮，在下载完数据后可用此按键来更新下载数据。D2为电源指示灯，单片机通电时LED灯亮。其电路图如图4—1单片机电源电路所示。
case 1: Tcount=200; break;//B档，只计算200个被测脉冲
case 2: Tcount=800; break;//C档，只计算800个被测脉冲
case 3: Tcount1=400; break;//D档，只计算400*65536个基准脉冲
case 4: Tcount1=10; break;//E档，只计算10*65536个基准脉冲
LCD_Init();//液晶初始化
T0_Init();//T0初始化
SYSCLK_Init();//系统时钟初始化，11MHz
TR0=1;//启动定时器T0
while(1)//死循环
if(state1!=state)//判断是否有换档，有则进入if（）{}里面
{{switch(state)
{case 0: Tcount=3; break;//A档，只计算3个被测脉冲
default:break;}
state1=state;//换档结束
count1=0;count=0;//基准频率计时归零
T=0; T1=0;//被测脉冲计数归零
PCA0L=0;PCA0H=0;//PCA0定时器归零
PCA0CPM0|=0x01;}//开启捕捉中断
if(st1==1)//低频档
{Timer0=(double)((PCH*256+PCL+65536*(count+count1*60000))/SYSCLK);
3.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计 划 完 成 内 容
备注
1
月日
教师讲解题目，学生查阅相关资料
2
月日
查阅相关资料、进行方案论证
3
月日
参数计算、确定方案
4
月日
绘制原理图，设计PCB板图
5
月日
设计PCB板图，程序设计
6
月日
程序设计
7
月日
程序调试
8
月日
撰写论文
7
月日
论文答辩，成品验收
一设计任务描述
1.1 设计题目
1.设计主要内容及要求；
设计一个智能频率计。
要求：1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。
2）智能频率计软件设计。
3）要求能够测量及显示频率，频率范围100HZ---500KHZ。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
{fre=0;countt0=0;count1=0;count=0;state=0;state1=100;T=0;
T1=0;PCA0L=0;PCA0H=0;//各变量归零
PCA0CPM0|=0x01;}//开启捕捉中断
