基于at89c2051单片机的专用频率计的设计

基于at89c2051单片机的专用频率计的设计内容摘要：

Hz 的交流电源，而有些国家采用的是 60Hz 的交流电源， 对于出口到这些国家的电器设备，其 产品的 性能测试必 须在 60Hz 的交流电源下 浙江科技学院信息与电子工程学院 2020 届毕业设计（论文） 班级： 电子信息工程 A1 姓名： 连炎鉴 学号： 103023027 第 3 页 共 36 页 进行，为了监视 60Hz 交流电源 的频率，就必须要用频率计。 针对 这个问题 ， 本课题 基于 AT89C2051 单片机技术 设计 了 一台专用频率计。 课题的目标 本频率计设计 是基于芯片级的设计思想来实现的，充分利用 AT89C2051本身 硬件资源，形成最小硬件系统。 在设计中，使用 AT89C2051的 作为待测频率信号的脉冲输入计数部件，定时器 T1用来对脉冲信号的周期进行计数。 频率 测量范围 在 ~，测量结果 用两位整数位和两位小数位 以 在 4位 LED数码管上显示。 浙江科技学院信息与电子工程学院 2020 届毕业设计（论文） 班级： 电子信息工程 A1 姓名： 连炎鉴 学号： 103023027 第 4 页 共 36 页 第 2 章 设计方案论证 频率计的制作方案有很多：有基于 CPLD 的数字 频率计设计 、 基于 FPGA 的数字 频率计设计 、 基于 VHDL 的数字频率计的设计 、基于单片机的数字频率 计设计等等。 由于在不同的测试场合对频率计的 功能 要求都不尽相同，如 频率测量范围 ，精度和 分辨率 等要素 ,所以合理选择设计方案是关键。 频率计设计方案 选择 基于 VHDL 的设计 方案 该方案采用 VHDL 编程语言实现。 频率计由分频器，闸门，选择器 ，计数器，锁存器和显示电路组成。 测频原理框图如下 图 所示 : 图 测频原理框图 1. 分频器 :分频器将标准信号分成一系列低频的信号，作为测量的时基信号，送入闸门，同时，复位脉冲由分频器产生。 显示电路 闸门 分 频 器 锁存器 计数器 选择器 标准信号 被测信号 浙江科技学院信息与电子工程学院 2020 届毕业设计（论文） 班级： 电子信息工程 A1 姓名： 连炎鉴 学号： 103023027 第 5 页 共 36 页 2. 闸门 :闸门可以将分频器产生的频率信号生成相应 的 闸门信号（即 一 个周期的门 控信号）。 3. 选择器 :可以根据被测频率的高低，选择相应 的闸门信号，以 达到较好的测量精度。 选择方式通过用户手动 换档的方法实现。 4. 计数器 :计数器的作用是对一个闸门信号中的被测信号脉冲 进行计数，计数结果即为被测频率对所选用时基的相对值。 5. 锁存器 :锁存器用来锁存计数结果， 以及使 该结果得以较长时间的稳定显示。 6. 显示电路 :显示电路使频率值在数码管上显示，供读数。 根据以上的原理框图，确定数字频率计的基本流程图如下 图 所示 : 图 频率计流程图 接通电源 待命状态 适当量程 转换量程 测频计数 显示频率值 下一频率 NO NO YES YES 浙江科技学院信息与电子工程学院 2020 届毕业设计（论文） 班级： 电子信息工程 A1 姓名： 连炎鉴 学号： 103023027 第 6 页 共 36 页 基于 CPLD 的设计方案 该方案 在硬件电路设计时，可先将 CPLD的内部电路分为控制、计数、锁存及译码四个电路模块分别进行设计，然后再将这四个电路模块有机地结合成一个能完成测频功能并具有显示输出信号的整体系统 [3]。 其系统电路模块结构框图如 下 图 ： 图 系统电路模块图 1. 控制电路模块 ： 为实现系统功能，控制电路模块需输出三个信号：一是控。