基于单片机的数字频率计设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于单片机的数字频率计设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

单片机 AT89C52内部具有 2个 16 位定时／计数器，定时／计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出时中断要求的功能。 放大整形模块： 放大电路是对待测信号的放大，降低对待测信号幅度的要求。 整形电路是对一些不是方波的待测信号转化成方波信号，便于测量。 分频模块：考虑单片机外部计数， 使用 12 MHz 时钟时，最大计数速率为500 kHz，因此需要外部分频。 分频电路用于扩展单片机频率测量范围，并实现单片机频率测量使用统一信号，可使单片机测 频更易于实现，而且也降低了系统的测频误差。 显示模块： 采用液晶显示屏显示。 综合以上频率计系统设计有 单片机控制模块、 放大整形模块、 分频模块及显示模块等组成。 第三章 硬件电路的具体设计 信号处理电路 因为在单片机计数中只能对脉冲波进行计数，而实际中需要测量频率的信号是多种多样的，有脉冲波、还有可能有正弦波、三角波等，所以需要一个电路。 把待测信号转化为可以进行计数的脉冲波。 所以需要设计一个整形电路 ，则在测量的时候，首先通过整形电路将正弦波或者三角波转化成脉冲波。 在 整形之前由于不清楚被测信号的强弱情况， 所以在通过整形之前 需要进行 放大衰减处理。 当输入信号电压幅度较大时，通过输入衰减电路将电压幅度降低。 当输入信号电压幅度较小时， 则调节输入放大的增益， 被测信号得以放大。 因为单片机的 I/O 口需要达到一定的电压才能够导通，因此必须要保证输入信号足够强。 其次，单片机对输入信号是通过采样的方式进行辨识的，如果信号没有经过整形，存在 较多毛刺，或者高低不同的电平，那会使采样的误差较大，失真度较高。 放大整形电路包括信号放大和信号整形， 运算放大器采用 UA741 构成，整形电路采用 555，利用施密特触发器将边缘缓慢变化的周期信号如三角波，正弦波的模拟信号变换成同频率的矩形脉冲。 分频模块设计 由于本次设计的测量频率范围为 11MHZ，量程范围较大，单片机不能直接测量，需要先将频率范围分段，对于不同的频率段需要采用不同的分频。 本设计采用两个 74HC393 计数器，连接成一个分频电路。 74HC393 由两个 2 分频， 2个 4 分频， 2 个 8 分频， 2 个 16 分频组成，若选用 2 分频的话外围电路需要的器件较多，若选用 16 分频则误差相对较大。 为了减小误差及减小复 杂度，本设计采用 8 分频，选用一 个 393 最多用到 2 个 8 分频端。 用软件控制 RESET，并且时钟下降沿有效。 当时钟信号为低电平时，计数器加 1。 实现频率的测量。 图 26 为具体设计出的分频电路图，本次设计分频电路根据测量频率范围要求，用到了 2 个 74HC393 分频器 U3:A、 U3:B 组成。 经过放大整形后的方波直接进入第一次分频用到的 U3:A 分频器， 2 个 393 分频器均利用 Q3 输出 8 分频。 单片机控制模块 AT89C52简介 AT89C52 是高性能 CMOS8位单片机，片内具有 8K bytes 的可 反复擦写的只读程序存储器（ PEROM）和 256 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用高密度、非易失性存储技术生产，与标准 MCS51 指令系统及 8052 产品引脚兼容，片内置通用 8位中央处理器（ CPU ）和 FLASH 由存储单元，功能强大 的 AT89C52单片适用于许多较为复杂控制应用场合。 AT89C52 提供以下标准功能： 8 字节 FLASH 闪速存储器， 256 字节内部 RAM，32 个 I/O 口线， 3个 16 位定时 /计数器，一个 6 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。 同时， AT89C52 可降至 OHZ 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电上作模式。 空闲方式停止 CPU 的工作，但允许RAM，定时 /计数器．串行通信口及中断系统继续工作。 掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 功能引脚说明： :电源电压 :地 ： P0 口是一组 8位漏极开路型双向 1/O 口，也即地址 /数据总线复用口。 作为输出口用时．每位能吸收电流的方式驱动 8个 TTL 逻辑门电路，对端口 P0 写“ 1”时，可作为高阻抗输入端用。 在 访。