开题报告-基于AT89S52简易数字频率计的设计.docVIP

一、选题的依据及意义： 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，因此频率测量在科技研究和实际应用中的作用很重要。传统的频率计通常采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品不但体积较大，运行速度慢，而且测量低频信号时不宜直接使用。因此频率测量方法的优化也越来越受到重视[1]。测量频率的方法有很多种，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。另外，由于把微型计算机的功能引入到了数字仪表，因此测量的数字化、智能化逐渐成为当前测量技术的发展趋势。数字化处理技术使得测量仪器设备功能完美，但数字处理的实时性受到处理速度的限制，实时测量对电路的处理速度要求越来越高，目前的微控处理芯片发展迅速，出现了诸如DSP，FPGA等不同领域的应用芯片。将这些芯片应用到频率计制作当中，使频率计的测量精度及速度也得到了很大程度上的提升。其次，为了实现智能化的电子计数测频，实现一个宽领域、高精度的频率计，一种有效的方法是运用单片机测量频率。单片机频率计较以往的频率计有硬件电路少的优点，许多用硬件实现的功能可以通过单片机的软件程序来实现，因为软件可以降低频率计的成本，往往只需要增减几段代码就可以实现不同的功能，同时也降低了硬件电路设计的难度，减少出错率，通过软件调试的方法还可以提高频率测量的精度。特别是MCS—51系列单片机具有体积小，功能强，性能价格比较高等特点，因此被广泛应用于工业控制和智能化仪器、仪表等领域[3]。本课题设计的频率计以AT89S52单片机为核心，具有性能优良，精度高，可靠性好等特点。 本课题主要研究如何用单片机来设计数字频率计。因为在电子技术中，频率的测量十分重要，这就要求频率计要不断的提高其测量的精度和速度。在科技迅速向前发展，经济全球一体化的社会中，简洁、高效、经济成为人们办事的一大宗旨[3]。在电子技术中这一点表现的尤为突出，人们在设计电路时，都趋向于用尽可能少的硬件来实现，并且尽力把以前由硬件实现的功能部分，通过软件来解决。因为软件实现比硬件实现更容易修改，如简单地修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要容易得多，故基于微处理器的电路往往比传统的电路设计具有更大的灵活性。单片机就属于这一类设计电路，单片机因其功能独特和价格便宜，已在全球有数千种成功的范例，在国内也开发出了充电器、空调控制器、电子定时器、汽车防盗器、卫星接收机以及各种智能仪表等实用产品[4]。频率计也是单片机的一种很重要的应用，价格低廉且具有实际意义。虽然使用逻辑分析仪也可以很好的测量信号的频率等参数，但其价格太昂贵。实现测量的数字化、自动化、智能化已成为各类仪表设计的方向，而由单片机控制的、全自动的、数字显示的频率计就符合这一设计理念[5]。 本课题涉及电路设计、程序编写、绘制电路图、制作电路板等多方面的知识，涉及包括Keil uVision4、Proteus、Altium Designer Summer 08等软件的使用，涉及对单片机、汇编语言、C语言等知识的考察和应用。通过这一次的实践，给我的PCB制作、单片机应用、编程等能力很好的上了一课，提高了我的编程能力和实际动手能力，对我以后的学习和工作有很大的帮助。 电子计数器是一种基础测量仪器，到目前为止已有30多年的发展史。早期，设计师们追求的目标主要是扩展测量范围，再加上提高测量精度、稳定度等，这些也是人们衡量电子计算器的技术水平，决定电子计数器价格高低的主要依据。目前这些基本技术日臻完善。应用现代技术可以轻松地将电子计数器的测频上限扩展到微波频段[6]。由于微电子技术和计算机技术的发展，数字频率计都在不断地进步，灵敏度不断提高，频率范围不断扩大，功能不断地增加。在测试通讯、微波器件或产品时，通常都是较复杂的信号，如含有复杂频率成分、调制的或含有未知频率分量的、频率固话的或变化的、纯净的或叠加有干扰的等等。为了能正确地测量不同类型的信号，必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。微波计数器一般使用类型频谱分析仪的分频或混频电路，另外还包含多个时间准基、合成器、中频放大器等。虽然所有的微波计数器都是用来完成技术任务的，但制造厂家都有各自的一套复杂的计数器的设计、使得不同型号的计数器性能和价格会有所差别，比如说一些计数器可以测量脉冲参数，并提供类似于频率分析仪的频幕显示，对这些具有不同功能不同规格的众多仪器，我们应该正确的选择，以达到最经济和最佳的应用效果。同时随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。对于低档产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性高，价格低。当今，单片微型计算机技术迅速发展，由单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域，单片机