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微机原理课程设计频率计

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实验题目：频率计

1．设计目的

通过数字频率计的设计，使同学们进一步掌握：

(1) 8086/8088汇编语言程序的设计和调试；

(2) 信号频率的数字测量方法；

(3) 定时计数器8253的基本工作原理和应用；

(4) 微机基本应用系统的设计方法；

2、实验设备

1．计算机一台；

2．Dais—958H+(80X88、8253、8259、数码管)；

3．基本TTL电路芯片若干（74LS138）；

4. 导线若干；

辅助设备：

示波器、函数发生器（最低要求为方波发生器）；

3．设计功能要求

用微机原理实验装置，设计并实现一个信号频率测试系统，要求频率测量范围不小于5Hz~50kHz，并将测得的频率显示在LED数码显示器上。

分析： 1.利用8088，8253，8259等芯片实现测量程序的功能；

2.测量的二进制数值转化成十进制，并且显示在数码管上；

3.误差不可以大于1Hz；

4．用函数发生器测试实验的结果；

提升要求：达到课设要求后，试着扩大测量范围，使其精确到0.1Hz~65kHz；

4．设计提示

1．频率测量方法

频率测量方法有M法，T法，M/T法，测量的基本要求是快速准确。

(1) M法：测量计数在一定时间Tc内的信号脉冲数M。譬如，Tc＝1秒，计数值M＝1200，则信号频率为1200Hz； Tc＝0.1秒，计数值M=1200，则信号频率为12000Hz。显然，M法适用于高频信号的测量。

(2) T法：测量一个完整脉冲的周期T，则此周期T的倒数就是待测频率。譬如，测得T＝0.1ms，则信号频率为10000Hz。显然，T适用于低频信号测量。

(3) M/T法：测量在一定时间Tc左右M个整数脉冲的完整周期T，则待测信号频率为M/T。首先给定一个基本时间Tc，利用计数器测得Tc内的脉冲个数，设为M。但是，一般情况下，在Tc结束时刻并不严格的与第M个脉冲结束时刻（即第M+1个脉冲上升沿时刻）相对应，因此，利用定时器测量出Tc结束时刻到第M个脉冲结束时刻的时间ΔT，则T=Tc+ΔT,于是可求频率。

2．频率测量参考方案

设采用M法，定时时间T=1秒，则计数值即为待测频率。设频率计的测量频率范围为1Hz～65535Hz，则设计方案如下：利用8253CT0和CT1级联作一秒定时器，利用8253CT2作待测信号脉冲计数器，在定时开始之时也开启计数器，在一秒定时到之时关闭计数器并读取计数值，此计数值即为频率。

参考程序流程如下：

8253初始化

置CT2计数初值

置CT1定时初值

置CT2定时初值

一秒定时到？

读CT2计数值并显示

测量结束？

END 5．方案设计及其说明

5.1硬件电路设计

硬件线路部分主要采用了几个学过的芯片，即8088，8253，8259，74LS138。其工作过程如下：

利用8253芯片的CT1定时/计数器的OUT1端和CT0定时/计数器的CLK0端级联计时，CT2定时/计数器的CLK2端接收待测信号进行计数，OUTO端口将计时信号输出到8259芯片的IR7口产生中断。中断产生后，从CT2中读出计数值转化成频率值由数码管显示。

若CLK2接收到的为高频率的脉冲，令计时为1s，即每秒产生一次中断，即OUT1生成10ms的方波，OUT0出来的是1s的方波。利用M法可以知道，在下一个1s到来的时候可以测出1s经过的CLK2的基本脉冲数为M，则被测频率f=M,此时将M转换为十进制显示在数码管上即可。

若CLK2接收到的是低频率的脉冲，此时若计时仍为1s，则用M法无法测量，所以改设定中断时间为10s，即OUT1生成的依旧是10ms的方波，OUT0生成10s方波脉冲。在下一个中断来临时，记下CLK2经过的脉冲数M个，所测的频率为：f=M/10，转换为十进制显示在数码管上。

5.1.1计时部分

8253的CT0和CT1级联产生出1秒的方波。基准时钟信号是CT1的CLK1自带的内部晶振1.8432MHZ。CT1写入初值18432，令OUT1输出10ms的方波信号再输入给CLKO。当待测信号为高频时，CT0写初值100从OUT0输出1s的脉冲时钟信号；当待测信号为低频时，修改CT0的初值为1000令其输出10s的脉冲信号。

控制字如下：

CTO:

0 0 1 1 0 1 1 0

计数器0 从低到高读写 工作方式3

二进制

CT1:

0

1

1 1 0 1 1 0

计数器1 从低到高读写 工作方式3 二进制

5.1.2计数部分

用8253的CT2产生计数。CLK2是待测信号脉冲的输入端。OUT2悬空不接线。初值定为65535，即从65535开始，每一个脉冲周期自减一。

控制字如下：

CT2:

1 0 1 1 0 0 0 0

计数器2 从低到高读写 工作方式0

二进制 5.1.3片选寻址部分

实验中用了8253和8259两片芯片。故需要进行地址的片选。

8259的地址是FFE0H~ FFE3H。对应的各地址线如下：

A19~A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 地址

1…1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 FFE0H

1…1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 FFE1H

1…1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 FFE2H

1…1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 FFE3H

对应的片选接74LS138的Y0口

8253的地址是FFF8H~ FFFBH。对应的各地址线如下：

A19~A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 地址

1…1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 FFF8H

1…1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 FFF9H

1…1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 FFFAH

1…1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 FFFBH

对应的片选接74LS138的Y6口

5.1.4中断部分

将8253的OUT0的计时信号给8259的IR7口产生中断。写入控制字令接收到上升沿产生中断。通过实验箱的内部已接好的输出电路给数码管显示。

5.1.5硬件线路图

D0-D7

A1

A0

A2

A3

A4

D0-D7 GATE1

CLK1

OUT1

A1

A0 CLK0

GATE0

OUT0

CLK2

CS

OUT2

GATE2

A

B Y6

C Y0

CS

IR7 数码管显示 待测信号 +5V

+5V

+5V 基频

1.8432MHz

8088 8253

8259 74LS138 T

T1=18432T

T2=100T1

T2=1000T1

每10s上升沿产生中断 每1s上升沿产生中断

每次中断之内经过的脉冲个数M，则被测频率F=M

5.1.6操作时序图

CLK1:

(时基信号)

OUT1:

（10ms方波 ）

OUT0:

(1S方波)

OUT0:

(10S方波)

INTR1:

(1S中断)

INTR2:

(10S中断)

CLK2:

(被测信号)

5.2软件电路设计

项目作品的软件部分共划分为如下几个模块：

1. 8253芯片定时模块

2. 8253芯片计数模块

3. 8259芯片中断模块

4. 显示模块

5.2.1软件流程图

原程序：

合集下载

频率计设计

频率计设计

频率计的设计

内容介绍：

数字频率计是用来测量信号频率的装置。它可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试的过程中，经常要用到频率计。

由于其用十进制数显示，测量速度快、精度高、显示直观，因此频率计得到广泛的应用。

一、设计内容及技术指标

设计内容：

设计用四只数码管显示结果的数字频率计。

技术指标：

1、 测量信号：正弦波、方波、三角波

2、 被测量信号频率范围：1HZ—9999HZ

3、 显示方式：4位十进制数显示

4、 时基电路由555定时器组成多谐振荡器产生的时基信号，其脉冲宽度分别为：正脉冲 1S，负脉冲0.25S

二、电路原理及框图

数字频率计测频率的基本原理：

所谓频率，就是周期性信号在单位时间(1s)内变化的次数。若在一定时间间隔T 内测得这个周期性信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为：f=N/T (1)

图1（a）是数字频率计的组成框图。被测信号vx经放大整形电路变成计数器所要求的脉 冲信号I，其频率与被测信号的频率fx相同。时基电路提供标准时间基准信号II，其高电平持续时间t1=1s，当l秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到l秒信号结束时闸门关闭，停止计数。

若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率fx=NHz。逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲IV，使显示器上的数字稳定；二是产生清“0”脉冲V，使计数器每次测量从零开始计数。各信号之间的时序关系如图1（b）所示。

数字频率计的框图：如图1（a）所示

锁存电路

闸门电路 计数电路 译码显示电路

时基信号

放大整形电路

图1（a） 频率计系统框图 逻

辑

控

制

电

路

III III IV V

所谓频率，就是周期性信号的在单位时间（1s）内变化的次数，若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为：

基于AT89C51单片机实现的数字频率计设计

基于AT89C51单片机实现的数字频率计设计

目 录

第1章 绪论 .......................................................................................................... 2

1.1 摘要 ......................................................................................................................... 2

1.2 本设计任务和主要内容 ......................................................................................... 2

第2章 元器件选型 ................................................................................................ 3

2.1 主控制器选择 .......................................................................................................... 3

2.2 计时方案选择 .......................................................................................................... 3

2.3 显示方案选择 .......................................................................................................... 3

课程设计--数字频率计

课程设计--数字频率计

课程设计--数字频率计

University of South China

设计题目： 数字频率计

专 业： 电子信息工程卓越03班

年 级： 10级

学 号： 20104470303

姓 名： 周玮曦

指导教师： 陈文光

年 月 日

[键入文字]

[键入文字]

基于单片机的数字频率计的设计

【摘要】

本设计以STC89C52单片机为核心充分利用硬件资源设计的一种频率计，该频率计首先将被测信号放大整形处理，变成满足单片机I/O口接受的TTL/

CMOS 兼容信号从单片机的T1输入口输入直接累加脉冲数，将单片机内部定时器定时为1S，这时累加的脉冲数即为被测信号的频率。最后经单片机处理送至lcd液晶显示屏显示。

【关键字】 单片机（STC89C52）、放大整形、 数据处理、1602LCD、

[键入文字]

[键入文字]

【Abstract】

This design take STC89C52 monolithic integrated

circuit as the core full use hardware source design's

one kind of frequency meter, this frequency meter will

be measured first that signal enlargement reshaping

processing, turns satisfies TTL/which the monolithic

简易频率计设计(数电课设)

简易频率计设计(数电课设)

1 简易频率计设计

1、设计目的

综合运用数字电子技术相关知识设计具有指定用途的数字电路，学会由分立器件与集成电路组成电子电路的方法。

2、设计任务

设计一简易频率计，要求如下：

（1）频率测量范围：0—99Hz

（2）输入电压幅度：300mv～5v

（3）输入信号波形：方波、正弦波、三角波等周期信号

（4）显示位数：2位

3、设计要求

（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图；

（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；

（3）对设计的电路进行仿真，验证各性能指标；

（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告，并完成答辩。

4、参考资料

（l） 李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，2005

（2） 高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004

（3） 谢云等编著. 现代电子技术实践课程指导. 北京：机械工业出版社，2003

2 目录

一、设计方案的选择（原理） ....................................................................................... 3

二、电路设计计算与分析............................................................................................... 4

1.单元模块的设计.................................................................................................... 4

（1）整形电路................................................................................................. 4