基于单片机的数字式频率计-毕业设计.docxVIP

毕业设计说明书课题名称:基于单片机的数字式频率计专业名称: 电子信息技术 学生姓名:学生学号:指导老师:摘 要通过本次设计，使我们能够掌握单片机应用技术及MCS-51汇编语言程序设计方法，从而真正获得一技之长，以利于今后自身的发展。此书是介绍用AT89S52单片机的I/O口实现数字式频率计功能的过程。其中包括方案的选择，用Protel99软件画电路原理图、PCB印制电路板图，以及复位模块、时钟模块、显示模块、按键模块、驱动模块等功能模块硬件电路的设计。然后根据硬件系统的功能要求进行程序设计，从最基本的P点显示程序设计，自动运行程序设计到最后的调整运行程序的设计。本次设计的数字式频率计能正确测量特定信号频率、周期、脉宽、占空比。电源通电后，单片机最小系统会自动显示提示符“P.”等待功能键按下。分别按下“A、B、C、D键”，系统会分别相对地进入测频率、测周期、测脉宽及测占空比状态。该数字式频率计人机界面友好，系统的控制按钮不多，操作顺序简单明了。本次设计采用汇编语言编写所有程序，同时使用keillC51软件对程序进行了调试。在设计中使用的PROTEL及WORD等软件也发挥了巨大功用。关键字 AT89S52，软件编程，数字式，频率计目 录第1章设计方案论证11.1 总体方案11.2 各种参数测量方案11.2.1 频率测量11.2.2 周期测量21.2.3 脉宽测量21.2.4 占空比测量21.3 各部分硬件电路设计方案21.3.1键盘、显示接口电路2第2章工作原理7第3章电路原理图8第4章元件清单9第5章电路原理介绍115.1 电源电路115.1.1 电源总体设计115.1.2 电源各部分简介115.1.3 电源参数的计算125.2 硬件系统中的电路模块145.2.1 键盘/显示接口电路145.2.2时钟电路模块155.2.3键盘接口电路模块155.2.4 复位电路模块165.3 下载线电路介绍17第6章各参数测量原理186.1 频率测量186.2 周期测量186.3 脉宽测量196.4 占空比测量19第7章主要芯片介绍207.1 AT89S52芯片207.2 74LS244芯片21第8章硬件分配23第9章存储器地址分配249.1 RAM区资源的分配24第10章流程框图2510.1 显示子程序流程图2510.2 键控程序流程图2610.3 测频率程序流程图2710.4 测周期程序流程图2810.5 测脉宽程序流程图2910.6 测占空比程序流程图3010.7 键扫子程序流程图31第11章程序清单32第12章使用说明及注意事项52结束语53参考文献54附图55致谢56第1章设计方案论证1.1总体方案本次毕业设计的任务是设计一个具有测量特定信号频率、周期、脉宽、占空比功能的数字式频率计。按照要求，我们设计的数字式频率计总体图如图1-1所示:1.2各种参数测量方案1.2.1频率测量方案一:电桥法测频是利用交流电桥的平衡条件和电桥电源频率有关这一特性来测频的，在电桥面板上将调节电桥平衡的可变电阻(或电容)的调节旋钮(度盘)按频率刻度，则在电桥指示平衡时，测试者便可从刻度上直接读得被测信号频率。这种电桥测频的精确度约为±(0.5～1)％。在高频时，由于寄生参数影响严重，会使测量精确度大大下降，所以这种电桥测频法仅适用于10kHz以下的音频范围。方案二:比较法测频就是用标准频率fc与被测频率fx进行比较，当把标准频率调节到与被测频率相等时指零仪表(零示器)便指零，此时的标准频率值即被测频率值。比较法测频可分为拍频法测频与差频法测频两种。前者是将待测频率信号与标准频率信号在线性元件上叠加产生拍频。后者是将待测频率信号与标准频率信号在非线性元件上进行混频。目前拍频法测量频率的绝对误差约为零点几赫兹，差频法测量频率的误差可优于10-5量级，最低可测信号电平达0.1μV～1μV。拍频法和差频法在常规场合很少采用。方案三: 使用定时器/计数器0和1, 其中定时器1为计数工作方式，定时器0为定时工作方式，并且定时的时间为1秒，在一秒内计算信号的高脉冲次数，得到的高脉冲数值便是被测信号的频率。从编程难易及单片机资源利用情况和测量误差角度考虑,选择方案三。1.2.2周期测量方案一:可以所求出的频率,利用公式T=1/F,求出周期。方案二:使用定时器0，其中定时器0为定时工作方式，检测信号输入口经过一次高低电平变化后所需的时间，得到的数值便是被测信号的周期。方案一过程冗繁，误差过大，因此选择方案二。1.2.3脉宽测量方案一:可直接在示波器读出某个高电平时间，及脉宽长度。此种方法所测数据误差较大，不宜采用。方案二:测输入信号的脉冲宽度，同样用定时器0计算输入口经过一次高电平所需的时间，得到的数值便是被测信号的脉宽。