基于C8051F041的高精度频率计设计

2012届毕业设计说明书高精度的频率计设计系、部: 电气与信息工程系学生姓名：______________________ 指导教师：________ 职称_________ 专业：电子信息工程____________ 班级：_________________________ 完成时间：2012年5月__________高精度频率计是一种测量信号频率的仪器，可以用来测量正弦波、方波、三角波、尖脉冲信号的频率和周期。

除此之外还能对其他多种物理量的变化频率进行测量，诸如机械振动次数，物体转动速度，明暗变化的闪光次数，单位时间里经过传送带的产品数量等，这些物理量的变化情况可以有关传感器先转变成周期变化的信号，再用数字频率计测量单位时间内变化次数，通过数码显示出来。

它在科研、教学、高精度仪器测量、工业控制等领域都有较广泛的应用。

本设计以AT89S51单片机为控制核心作为系统控制单元。

其结构主要包括单片机控制电路和数码管显示电路，软件编程采用C语言。

该频率计具有高速、精度高、可靠性好、抗干扰性强、设计产品成本低，性价比高、现场可编程等优点。

关键词：高精度频率；单片机；频率测量；AT89S51ABSTRACTHigh-precision frequency meter is a measure of the signal frequency in strume nt.ltca n be used to measure sine wave, square wave, tria ngle wave, sharp pulse the frequency of the signal and the cycle. In addition to a variety of other physical qua ntities can cha nge freque ncy measureme nt, such as mecha ni cal vibrati on frequency, the object rotati on speed, light and shade cha nge flash nu mber, the unit of time after the conveyor belt of the amount of products, etc. These quantities the cha nges of the releva nt sen sors can be tran sformed into first cycles of sig nals, the n use digital freque ncy meter measuri ng unit of time to cha nge freque ncy, through the digital display. It in scie ntific research, teachi ng and high precisi on in strume nt measureme nt, in dustrial con trol doma in has the widespread applicati on.This desig n with AT89S51 as con trol core as system con trol un it. Its structure is mainly include single chip microcomputer control circuit and digital tube display circuit, software programming using C Ianguage. The frequency meter with speed, high precisi on, good reliability and an ti-i nterfere nee strong, desig n products with low cost, high performa nce/price ratio, field programmable, etc.Key words high-precisi on freque ncy; microc on troller; freque ncy measureme nt;AT89S511绪论 (1)1.1 选题的依据及意义 (1)1.2 数字频率计测频方法选择及原理 (2)1.3 本课题研究内容 (3)2高精度频率计方案论证与选择 (5)2.1 方案对比与选择 (5)3硬件设计与实现 (8)3.1 系统最终硬件设计 (8)3.2 基本设计原理 (12)3.3 AT89S51 单片机简介 (12)3.4 系统硬件模块 (16)4系统软件设计 (17)4.1 编程语言与编译器介绍 (17)4.2 程序流程图 (17)5软件与硬件调试 (20)5.1 C 程序编译与仿真结果 (20)5.2 硬件仿真结果 (21)结束语 (24)参考文献......................................................... 25.致谢 (26)附录 (27)1绪论1.1选题的依据及意义在电子技术中，能够精确测量各种设备仪器中电路的频率、电压、电流等参数已越来越重要。

基于AT89C51单片机嵌入式频率计的设计嵌入式频率计是一种用于测量频率的仪器，通常由单片机、显示屏、电源和输入输出接口等组成。

本文将以AT89C51单片机为核心，设计一种基于AT89C51单片机的嵌入式频率计。

首先，我们需要了解AT89C51单片机的特点和基本原理。

AT89C51是一款高性能、低功耗的8位CMOS单片机，具有4KB的闪存和128字节的数据RAM。

该单片机采用经典的8051核心，具备强大的计时/计数功能，适合于频率计的设计。

其次，我们需要确定输入输出接口和显示屏的类型和规格。

对于频率计来说，常用的输入方式有脉冲输入和信号输入，输出方式一般为显示屏或串口输出。

根据实际需求选择适合的输入输出接口和显示屏类型。

接下来，我们需要编写程序来实现频率计的功能。

首先，通过配置单片机的IO口为输入或输出，将脉冲输入连接到IO口上。

利用单片机的计时/计数功能，统计脉冲的数目，并将其转换成频率值。

然后，将频率值显示在显示屏上，以便用户查看。

在编写程序时，需要考虑到时钟频率和计数器的精度。

可以通过设置单片机的时钟频率，提高计数的精度。

同时，还可以根据实际情况选择合适的计数器，以适应不同的频率范围。

此外，还可以增加一些附加功能，如保存测量结果、设置警报阈值等。

通过设置相应的变量和标志位，可以实现这些功能，并通过显示屏或串口输出进行反馈。

最后，我们需要进行硬件连接和软件开发。

将单片机与显示屏、输入输出接口等相连，进行适当的调试和测试。

在开发过程中，需要注意硬件和软件的一致性，并及时修正错误和缺陷。

总之，基于AT89C51单片机的嵌入式频率计是一种简单而实用的测量仪器。

通过合理的硬件设计和软件开发，可以实现准确、稳定的频率测量，并具备一定的附加功能。

这种频率计不仅适用于实验室、工厂和仪表等领域，还可以用于学习和教育等用途。

目录摘要............................................. 错误！未定义书签。

关键词 (3)正文 (4)1 概述 (4)2 总体设计方案 (5)2.1软件 (5)2.2 设计思路 (5)3 系统软件设计 (5)3.1 主板说明 (5)3.2 芯片主要性能............................. 错误！未定义书签。

3.3 功能特性描述 (6)3.4 引脚描述 (6)4 系统软件设计 (9)4.1 初始定义 (9)4.2 子程序设计 (9)4.3 主要源程序 (10)5 系统调试 (13)6 课程设计体会 (15)7 参考文献 (15)附录 (16)数字频率计是现代科研生产中不可或缺的测量仪器，它以十进制数显示被测频率，基本功能是测量正弦信号，方波信号，及其它各种单位时间内变化的物理量。

本系统采用AT89S52单片机智能控制，结合外围电子电路，设计的频率计性能稳定。

在软件设计上采用了单片机的C语言设计，通过单片机内部定时/计数器同时动作，在测量频率时将测频率和测周期相结合,提高了频率计的测量准确性。

测量结果在四位七段式数码管上输出显示，结果精确到整数位。

频率计的软件设计,系统软件设计简单明了,适用于测量频率从1~9999Hz的脉冲信号，超频自动报警，安全可靠。

关键词：数字频率计；AT89S52单片机；信号；AT89S52最小系统板；LG5011BSR1.概述单片机是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。

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在线系统可编程Flash 存储器。

使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。

第一章课题研究概述1.1课题研究的目的和意义在电子技术中，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。

目前常用的测频方案有三种：方案一：完全按定义式Ｆ＝Ｎ／Ｔ进行测量。

被测信号Ｆx经放大整形形成时标ГX，晶振经分频形成时基TR。

用时基TR开闸门，累计时标ГX的个数，则有公式可得Ｆx=1/ГX=N/TR。

此方案为传统的测频方案，其测量精度将随被测信号频率的下降而降低。

方案二：对被信号的周期进行测量，再利用Ｆ＝１／Ｔ（频率＝１／周期）可得频率。

测周期时，晶振ＦR经分频形成时标ГX，被测信号经放在整形形成时基TＸ控制闸门。

闸门输出的计数脉冲Ｎ＝ГX／TR，则TX=NГX。

但当被测信号的周期较短时，会使精度大大下降。

方案三：等精度测频，按定义式Ｆ＝Ｎ／Ｔ进行测量，但闸门时间随被测信号的频率变化而变化。

如图１所示，被测信号Ｆx经放大整形形成时标ГX，将时标ГX经编程处理后形成时基TR。

用时基TR开闸门，累计时标ГX的个数，则有公式可得Ｆx=1/ГX=N/TR。

此方案闸门时间随被测信号的频率变化而变化，其测量精度将不会随着被测信号频率的下降而降。

本次实验设计中采用的是第三种测频方案。

等精度频率计是数字电路中的一个典型应用，其总体设计方案有两种：方案一：采用数字逻辑电路制作，用IC拼凑焊接实现。

其特点是直接用现成的IC组合而成，简单方便，但由于使用的器件较多，连线复杂，体积大，功耗大，焊点和线路较多将使成品稳定度与精确度大打折扣，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。

方案二：采用可编程逻辑器件（CPLD）制作。

随着现场可编程门阵列FPGA的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL等硬件描述语言语言，将使整个系统大大简化，提高了系统的整体性能和可靠性。

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。

基于51单片机的数字频率计目录第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)基于51单片机的数字频率计第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。

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。

测量范围从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。

编号：毕业设计说明书题目：基于单片机的数字频率计设计院（系）：电子工程与自动化学院专业：自动化学生姓名：学号：指导教师：职称：教授题目类型：实验研究工程技术研究2012年5月10日摘要在电子技术中，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：频率计；单片机；计数器；测量AbstractFrequency measurement is the most basic measurement in electronic field, while also a very important parameter, and with a number of the measurement results of electrical parameters have a very close relationship, so, the measurement of frequency has become more important. The digital frequency meter is an indispensable of measuring instruments in the field of scientific research and production of computers, communications equipment, audio and video. It is a decimal number to display the signal's frequency measuring instruments. The frequency measurement is one of the most basic measurement electronics measurements. Frequency of simulation and design process is described in detail in this article. This paper introduces a microcontroller STC89C52 as the core design of digital frequency meter. Introduced of the composition and working principle of microcontroller, amplifying and shaping module, frequency division module and LCD1602 display module and other modules.The design is based on STC89C52 microcontroller for the control of the core, using its internal timer and counter to complete the test signal frequency measurement. Application control features of the microcontroller and the operational ability of the counting function and frequency conversion, and finally use displays the measured frequency value. The design frequency meter produced peripheral circuits is simple, most of the functions are controlled via software programming, application control features of the microcontroller to achieve the frequency of automatic shift function; frequency measurement functions the microcontroller interrupt control port; control of the frequency of stalls by the divider circuit. The design of the frequency meter is high accuracy, fast response, small size, etc. Achieve100Hz to 4MHz frequency measurements, and can automatically switch the flow to achieve scale.Key words：Frequency meter; microcontroller; counter; measurement目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1 频率计概述 (2)1.2 频率计发展现状 (2)1.3 数字频率计的种类 (3)2 总体方案设计 (4)2.1 数字频率计设计内容 (4)2.2 频率测量原理 (4)2.3 总体思路 (5)2.4 具体模块 (5)3 硬件设计 (7)3.1 电路设计的内容和方法 (7)3.1.1 电路设计的步骤 (8)3.2 单片机概述 (8)3.2.1 STC89C52简介 (9)3.2.2 STC89C52RC引脚功能说明 (10)3.2.3 单片机引脚分配 (12)3.3 单片机最小系统 (13)3.3.1 单片机最小系统原理 (13)3.3.2 复位电路及时钟电路 (13)3.4 信号调理及放大整形模块 (14)3.4.1 LM318介绍 (14)3.4.2 1N4733及74LS14介绍 (15)3.5 分频模块 (15)3.5.1 74LS161介绍 (15)3.5.2 74LS153介绍 (16)3.6 LCD显示和键盘 (17)3.6.1 LCD1602简介 (17)3.7 MAX232简介 (20)4 系统软件设计 (22)4.1 软件设计 (22)4.1.1 主程序流程图设计 (22)4.1.2 子程序流程图设计 (22)4.2 Keil和Proteus软件介绍 (25)4.2.1 Keil简介 (25)4.2.2 Proteus简介 (26)4.3 程序编写及仿真图设计 (26)5 调试 (28)5.1 系统调试 (28)5.2 软件调试 (29)5.3 软硬件联合调试 (30)5.4 误差分析 (30)6 总结 (31)谢辞 (32)参考文献 (33)附录 (34)引言频率计是我们在电子电路实验中经常会用到的测量仪器之一，它能将频率用液晶显示器或者数码管直接显示出来，给测试带来很大的方便，使结果更加直接；且频率计还能对其他多种物理量进行测量，如声音的频率、机械振动的频率等，都可以先转变成电信号，然后用频率计来测量。

基于FPGA的等精度频率计的设计随着科学技术的发展，频率计作为一种重要的测量仪器，在许多领域都得到了广泛的应用。

而基于FPGA的等精度频率计以其高速、高精度等特点，成为了当今科研和工程实践中的重要工具。

FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程的现场逻辑门阵列，具有高度可靠性、可编程性和高性能的特点。

在设计基于FPGA的等精度频率计时，我们可以利用FPGA的计数器、控制器和输入输出端口等资源来实现频率测量功能。

首先，我们需要设计一个数值控制计数器，用于计数输入信号的脉冲数。

这个计数器可以是一个简单的二进制计数器，也可以是一个分频器。

在设计计数器时，需要考虑输入信号的频率范围、计数器的位宽和计数器的溢出处理等问题。

通过控制计数器的计数周期，我们可以实现不同精度的频率测量。

其次，我们需要设计一个定时器，用于测量计数器计数的时间。

定时器可以利用FPGA内部的时钟资源来实现，通过控制定时器的计时周期和测量精度，我们可以得出频率计算的结果。

为了提高测量精度，我们可以使用多级定时器进行测量，并通过加权平均等方法来处理测量结果。

然后，我们需要设计一个参数配置模块，用于设置频率计的参数。

通过参数配置模块，用户可以设置计数器的位宽、定时器的计时周期和测量精度等参数，从而灵活地适应不同的测量需求。

最后，我们需要设计一个显示模块，用于显示频率计算结果。

通过显示模块，用户可以直观地了解输入信号的频率和测量精度。

显示模块可以利用FPGA内部的LED显示灯、LCD显示屏或者数码管等硬件资源来实现。

除了基本的频率计功能，我们还可以考虑一些增强功能的设计。

例如，可以添加一个触发器，用于检测输入信号的上升沿或下降沿，并通过触发器的输出信号来控制频率计的启动和停止。

此外，还可以添加一个存储器，用于记录多次测量结果，并通过数据接口将结果传输给上位机或其他设备。

总结起来，基于FPGA的等精度频率计的设计需要充分利用FPGA的计数器、控制器和输入输出端口等资源，通过设计数值控制计数器、定时器、参数配置模块和显示模块等功能模块，实现高速、高精度的频率测量。

基于FPGA的等精度频率计的设计一、引言频率计是一种广泛应用于电子领域的仪器设备，用于测量信号的频率。

常见的频率计有软件频率计和硬件频率计两种。

软件频率计主要基于计算机软件，通过采集到的信号数据来计算频率。

硬件频率计则是基于专用的硬件电路，直接对信号进行采样和处理，具有实时性强、准确度高的优点。

本文将基于FPGA设计一种等精度频率计，旨在实现高精度、高稳定性的频率测量。

二、设计原理本设计采用基于FPGA的硬件频率计方案，其主要原理是通过对输入信号的时间计数，并结合固定参考值，计算出信号的频率。

具体流程如下：1.信号输入：将待测量的信号输入至FPGA芯片，输入信号的幅度应符合输入电平范围。

2.信号计数：利用FPGA芯片内部的计数器，对输入信号进行计数，并记录计数器的数值。

计数器的值与输入信号的频率成反比，即计数器值越大，信号频率越低。

3.定时器触发：通过定时器产生一个固定的参考信号，用于触发计数器的复位操作。

定时器的频率应足够高，以保证计数器能够实时精确计数。

4.数据处理：计数器值与定时器触发的时间周期共同决定了输入信号的频率。

通过计算参考值与计数器值的比例，可以得到准确的频率值。

5.结果输出：将计算得到的频率值输出至显示屏或其他外部设备，以便用户进行查看。

三、设计方案1.FPGA选型：选择一款适合频率计设计的FPGA芯片，要求其具有较高的计数能力、较大的存储空间和丰富的外设接口。

2.输入电路设计：设计一个合适的输入电路，将待测信号进行电平调整和滤波处理，以确保输入信号的稳定性和合适的幅度范围。

3.计数器设计：利用FPGA内部的计数器模块，进行计数操作。

根据需要选择适当的计数器位宽，以满足待测频率范围的要求。

4.定时器设计：通过FPGA内部的时钟源和计时器模块，设计一个精确的定时器，用于触发计数器的复位操作。

定时器的频率要足够高，以保证计数的准确性。

5.数据处理设计：利用FPGA内部的算数逻辑单元(ALU)对计数器值进行处理，计算得到准确的频率值。

c8051f单片机原理及应用C8051F单片机是由Silicon Laboratories公司推出的一款高性能、低功耗、集成度高的8位单片机系列，它采用了高速8051内核，具有快速的执行速度和高效的计算能力，适用于各种应用领域。

本文将详细介绍C8051F单片机的原理和应用。

一、C8051F单片机原理1.8051内核C8051F单片机采用了高速的8051内核，它包含了一个中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出端口、定时器/计数器、串行接口等模块。

8051内核具有简单易学、易于控制和可靠性高等特点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。

2.存储器C8051F单片机的存储器包括闪存、RAM和EEPROM。

其中，闪存用于存储程序代码，RAM用于存储数据，EEPROM用于存储非易失性数据。

C8051F单片机的存储器容量从4KB到128KB不等，可以满足不同应用的需求。

3.输入/输出端口C8051F单片机的输入/输出端口包括数字输入/输出端口和模拟输入/输出端口。

数字输入/输出端口用于连接数字设备，模拟输入/输出端口用于连接模拟设备。

C8051F单片机的输入/输出端口可以通过软件配置，实现各种功能。

4.定时器/计数器C8051F单片机的定时器/计数器包括多个独立的定时器和计数器，它们可以通过软件配置，实现各种计时和计数功能。

5.串行接口C8051F单片机的串行接口包括SPI接口、I2C接口和UART接口。

它们可以用于与外部设备进行通信，实现数据交换和控制。

二、C8051F单片机应用C8051F单片机广泛应用于各种嵌入式系统中，例如：工业控制、智能家居、医疗设备、电子仪器等。

1.工业控制C8051F单片机可以用于各种工业控制系统中，如温度控制、湿度控制、压力控制等。

它具有高速的运算能力和丰富的输入/输出端口，可以实现复杂的控制算法和实时控制。

2.智能家居C8051F单片机可以用于智能家居系统中，如智能灯光控制、智能窗帘控制、智能门锁控制等。

《单片机原理与接口技术》课程设计报告频率计目录1功能分析与设计目的.................................................................................... 错误!未定义书签。

2 频率计的硬件电路设计 (3)2.1 控制、计数电路 (3)2.2 译码显示电路 (5)3 频率计的软件设计与调试 (6)3.1 软件设计介绍 (6)3.2 程序框图 (8)3.3 功能实现具体过程 (8)3.4 测试数据解决, 图表及现象描述 (10)4 讨论 (11)5 心得与建议 (12)6 附录（程序及注释） (13)1功能分析与设计目的背景：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。

为了实现智能化的计数测频, 实现一个宽领域、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当中。

用单片机来做控制电路的数字频率计测量频率精度高, 测量频率的范围得到很大的提高。

题目规定:用两种方法检测（Δm , ΔT ）规定显示单位时间的脉冲数或一个脉冲的周期。

设计分析:电子计数式的测频方法重要有以下几种: 脉冲数定期测频法(M法), 脉冲周期测频法(T法), 脉冲数倍频测频法(AM法), 脉冲数分频测频法(AT法), 脉冲平均周期测频法(M/T法), 多周期同步测频法。

下面是几种方案的具体方法介绍。

脉冲数定期测频法(M法)：此法是记录在拟定期间Tc内待测信号的脉冲个数Mx, 则待测频率为：Fx=Mx/ Tc脉冲周期测频法(T法): 此法是在待测信号的一个周期Tx内, 记录标准频率信号变化次数Mo。

这种方法测出的频率是:Fx=Mo/Tx脉冲数倍频测频法(AM法): 此法是为克服M法在低频测量时精度不高的缺陷发展起来的。

通过A倍频, 把待测信号频率放大A倍, 以提高测量精度。

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。

51单片机设计数字频率计的代码前言本文档将介绍如何使用51单片机设计数字频率计的代码。

数字频率计是一种测量信号频率的仪器，通过测量信号周期的倒数来计算频率。

在本文中，我们将使用51单片机来实现这个功能。

硬件准备*51单片机开发板*串口调试助手*信号源代码实现步骤1.引入头文件首先，在代码开头引入51单片机所需的头文件，包括re g51.h、s t di o.h和se ri al.h。

#i nc lu de<r eg51.h>#i nc lu de<s td io.h>#i nc lu de<s er ia l.h>2.定义全局变量我们需要定义一些全局变量来存储计数器的值和频率值。

u n si gn ed in tc ou nt=0;u n si gn ed lo ng fr equ e nc y=0;3.初始化串口使用串口调试助手来与单片机进行通信，需要在代码中初始化串口模块。

v o id in it_s er ia l(){T M OD&=0x0F;T M OD|=0x20;S C ON=0x50;T H1=0x FD;T L1=TH1;T R1=1;}4.中断服务函数我们需要定义一个中断服务函数来处理定时器溢出中断。

在每次溢出时，计数器将自增，并计算频率值。

v o id in te rr up t_han d le r()i nt er ru pt1{i f(T F0==1){T F0=0;c o un t++;i f(c ou nt>=1000){f r eq ue nc y=(1000/c o un t)*1000;c o un t=0;}}}5.主函数在主函数中，我们需要进行一些初始化操作，包括初始化串口和定时器。

v o id ma in(){i n it_s er ia l();E A=1;T M OD&=0x F0;T M OD|=0x01;T H0=0x FC;T L0=TH0;E T0=1;T R0=1;w h il e(1){p r in tf("当前频率：%lu Hz\n",fr eq ue n cy);}}6.编译和下载代码将代码编译生成h ex文件，并下载到51单片机开发板中。

频率计毕业设计频率计毕业设计引言：在电子技术领域中，频率计是一种常用的仪器，用于测量信号的频率。

频率计的设计和实现是电子工程师们在毕业设计中常常面临的任务之一。

本文将探讨频率计的毕业设计，包括设计要点、实现方法和应用场景等方面。

一、设计要点频率计的设计要点包括测量范围、精度和稳定性等。

首先，需要确定频率计的测量范围，即能够测量的信号频率范围。

其次，精度是频率计的重要指标之一，决定了测量结果的准确性。

稳定性则涉及到频率计在长时间使用过程中的性能表现，需要考虑温度漂移、零点漂移等因素。

二、实现方法频率计的实现方法有多种，常见的包括计数法、周期法和相位差法等。

计数法是一种基本的实现方法，通过计数信号周期内的脉冲数来计算频率。

周期法则是通过测量信号周期的时间来计算频率。

相位差法则是通过测量信号与参考信号的相位差来计算频率。

三、应用场景频率计广泛应用于各个领域，例如通信、无线电、音频等。

在通信领域中，频率计常用于测量无线电信号的频率，以保证通信设备的正常工作。

在无线电领域中，频率计则用于测量无线电发射和接收设备的频率，以确保其符合规定的频率范围。

在音频领域中，频率计则用于测量音频信号的频率，以调整音响设备的音质。

四、设计实例以下是一个简单的频率计设计实例，以帮助读者更好地理解频率计的设计过程。

1. 硬件设计：选取合适的计数器芯片作为频率计的核心，通过计数器芯片的输入引脚接收待测信号，并通过计数器芯片的输出引脚输出计数结果。

同时，还需要设计适当的电路来保证信号的输入和输出的电平匹配。

2. 软件设计：使用合适的编程语言编写软件程序，通过读取计数器芯片的输出来计算频率。

软件程序需要实现信号的输入和输出的控制，以及频率计算的算法。

3. 测试和优化：在完成硬件和软件设计后，需要对频率计进行测试和优化。

通过输入不同频率的信号，对频率计的测量结果进行比对，以验证其准确性和稳定性。

如果测试结果不理想，则需要对硬件和软件进行调整和优化。