《AT89C51单片机.docVIP

第一章??绪?论? 随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测量仪器。频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。对石英晶体振荡器，各种信号发生器，各种倍频和分频电路输出信号的频率需要测量；广播，电视，电讯，微电子技术等现代化的科学领域，更需要进行频率测量。? 采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量仪器，所以按测量原理来分，数字频率计可分为谐振式，比较式和计数式三类；按选用电路形式来分，它又可以分为模拟式和数字式两类。? 通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪器，称为数字频率计，有时也称为通用计数器或电子计数器。当前较多采用的是数字频率计。计数式频率计是基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字计数技术发展起来的一类新型数字仪器。与其他电子仪器一样，数字频率计也经历了电子管，晶体管和集成电路等几个阶段，其性能日臻完善，功能不断扩大，若配以适当的插件或传感器，还可以对多种电量和非电量进行测量。? ? 1.1??频率计的概述? 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。 1.2??频率计的主要性能? 1.2.1.?测试功能? 它表明数字频率计所具备的全部测试功能，一般包括测频，周期，累计脉冲数，频率比，时间间隔及自较等功能。? 1.2.2.?测量范围? 它说明不同功能的有效测量范围。如测频率时，测量范围是数字频率计处于正常工作条件下，被测信号的频率范围，一般用频率的上，下限值表示，低端大部分从10HZ开始；高端因不同的频率计而异。因此高端频率是确定低，中，高速计数器的依据。在测量周期时，测量范围常用周期的最大值，最小值表示。? 1.2.3.?输入特性? 数字频率计一般有2~3个输入通道，测试不同项目时，被测信号可经不同的通道输入仪器。输入特性是表明数字式频率计于被测信号源相连的一组特性参数，通常包括以下几个方面。? （1）输入灵敏度。通常指仪器能正常工作的最小输入电压的有效值。常用的数字频率计的灵敏度在100mV左右。? （2）最大输入电压。指仪器所能允许的最大输入电压值，被测信号超过该值，则仪器不能保证正常工作，甚至会损坏。? （3）输入耦合方式。仪器设置AC和DC两种耦合方式。AC耦合时，被测信号经隔直电容输入，DC耦合时，被测信号直接进入输入电路。AC耦合时适用于测量带有直流电平的信号，DC耦合适用于低频脉冲或阶跃方波信号的测量。?（4）输入阻抗。为了减轻信号源的负载，数字式频率计一般采用高频输入阻抗。输入阻抗由输入电阻和输入电容两部分组成。? 1.2.4.?显示及工作方式? 它表明可显示的内容，显示数字的位数，所用的显示器件以及一次测量完毕显示测量结果的持续时间。有的还说明电子计数器是“不记忆”显示方式或“记忆”显示方式。? 1.2.5.?输出? 仪器可以直接输出的标准频率信号有几种，而且可以表明输出测量数据的编码方式和输出电平等。 第二章??方案选择及论证? 2.1??方案论证和设计? 方案一：系统测频、测周期部分采用中小规模数字集成电路，用机械功能转换开关换挡，完成测频率、测量周期及测脉宽等功能。该方案的特点是中小规模集成电路应用技术成熟，概念清楚，能可靠的完成频率计的基本功能，但由于系统功能要求较高，所以电路过于复杂。而且多量程转换开关使用不便。? 方案二：采用测频集成芯片，如5G7226B是采用CMOS大规模集成电路工艺制造的单片电子计数器芯片。它只需外接几个元件就可以构成一台体积小、成本低的多功能通用计数器。其直接测量频率范围为0~10MHz，测周期范围为0.5us~10s；有4个内部闸门时间（0.01s、0.1s、1s、10s）可供选择；位和段的信号线均能直接驱动LED数码管，并且有益处指示；仅要求单一的5V直流电源供电，使用非常方便。? 方案三：系统采用STC89C51单片机作为控制核心，门控信号由单片机产生。由于使用了单片机，使得整个系统具有极为灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能扩展与改进。? 以上方案均需使