频率计设计.doc

单片机课程设计课题: 频率计系别: 电气与电子工程专业: 电子信息工姓名: 学号: 指导教师: 河南城建学 2011 年 12月 28日成绩评定· 一、指导教师评语(根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定)。二、评分评分项目设计报告评分答辩评分平时表现评分合计( 100 分) 任务完成情况( 20 分) 课程设计报告质量( 40 分) 表达情况( 10 分) 回答问题情况( 10 分) 工作态度与纪律( 10 分) 独立工作能力( 10 分) 得分课程设计成绩评定班级 0934091 姓名刘川学号 093409139 成绩: 分(折合等级) 指导教师签字年月日一、设计目的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****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****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。二、设计要求利用单片机的定时器/ 计数器定时和计数,计算出频率,用 LED 数码管显示出来。三、总体设计本课题设计的是一种以单片机为主控制的频率计。该频率计首先是以信号放大整形后的方波对不同频率范围的信号直接由接口电路送给单片机,由单片机的计数器对其进行计数,最后通过显示电路显示数值。数字频率计主要由以下几部分组成:(1)时基电路;(2)逻辑控制电路;(3)可控制的显示电路。因为单片机内部振荡频率很高,所以一个机器周期的量化误差相当小,可以提高低频信号的测量的准确性。本课题主要是以单片机 AT89C52 为核心,通过计数电路,以及软件程序的编写,实现脉冲频率的显示。整体设计思路可用框图 1表示。框图中各部分的作用及所采用的器件说明如下: 图 1设计思路框图待测信号 AT89C52 单片机停止译码有效位判断? 数据显示电路是否 2,控制电路是整机电路设计成败的关键。它逻辑性强,时序关系配合得当。控制电路的作用是:产生一锁存保持信号,使1S内的计数结果显示一段时间,以便观察,下一步输出零锁存,通过按键使计数器的原纪录数据清零,准备下次计数。控制电路产生的锁存信号应在 1S计数结束,零信号应在锁存信号产生后产生。在实际应用中,选用 74LS08 实现, 其引脚如图 所示。 12 3 U5:A 74LS08图2逻辑控制电路 单片机部分本次设计采用了 AT89C52 单片机,AT89C52 是低电压,高性能 CMOS8 位单片机,片内含 8kbyte 的可反复擦写的只读程序存储器。如图 3所示图 3 AT89C52 引脚图系统板上硬件连线: (1)把“单片机系统”区域中的 -P0. 3与共阳极数码管驱动器 74LS47 的A、B、C、D 引脚相连,再把驱动器与“动态数码显示”区域中 ABCDEFG 端口用 7芯排线连接。(2把“单片机系统”区域中的 -P24与“动态数码显示”区域中的 1、2、3、4、5 端口用 5芯排线连接。(3)把“单片机系统”区域中的 P3. 5(T1)端子用导线连接到“频率源”区域中的端子上。(4) 把 、 与按键连接。 数据显示电路数据显示电路由限流电路和 7段数码管组成,采用器件 LED 显示器。LED 显示器的结构由发光二极管构成 a、b、c、d、e、f和g七段,并由此得名。本设计中采用了六个七段数码管进行数据显示,将五个数码管串接起来进行显示,显示数据即是对频率计的测量结果。如图 4所以: A 7 QA 13 B 1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT 3 QG 14 U6 74LS47图4显示电路图其流程框图如图 5所示。图5 LED 动态显示流程图 软件设计流程图本设计中软件流程如图 6所示。数据显示部分完成信号的周期测后,将数据拆解成各个为,然后送出显示。开始置段码、位选码值位选码送 P2口拆解采集数据段选码送 P0口图6软件设计流程图四、各部分电路设计一、频率测量原理在电子技术中,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,本次设计的频率测量系统以单片机 AT89C52 为核心,采用 C语言和直接测量方法,成功地实现了,高精度的数字频率计的设计和仿真。 测量频率的原理在共定时 20次,即可完成 1秒的定时功能。测量过程中定时/计数器 T0和T1的工作方式设置,由图可知,T1