频率测量电路的设计课设

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1、电子综合设计训练总结报告一、概述在现代社会中，随着电子工业的发展，能够精确测量各种设备仪器中电路的频率、电压、电流等参数已越来越重要。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，因此频率的测量就显得更为重要。传统的频率计通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。MCS—51系列单片机具有体积小，功能强，性价比比较高等特点，因此被广泛应用于工业控制和智能化仪器，仪表等领域。此设计用四片74LS161设计一个16位的二进制计数器。利用单片机的定时功能，在单位时间读取计数器的计数值

2、从而计算出信号的频率，并通过六位动态数码管显示出来。二、方案论证频率计是一种测量信号频率的仪器，在教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域都有较广泛的应用。随着单片机技术的不断发展，单片机能实现更加灵活的逻辑控制功能，具有很强的数据处理能力，可以用单片机通过软件设计直接用十进制数字显示被测信号频率，能克服传统频率计结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端，而且频率计性能也将大幅提高。此频率计的基本原理首先用四片74LS161设计一个16位的二进制计数器，利用单片机的定时功能，在单位时间读取计数器的计数值从而计算出信号的频率，通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时

3、间为1秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则没测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。我们用100ms设定为闸门时间，数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。有以下几种方案可供选择：方案一：其工作原理如图l所示。该方法是使用单片机自带的计数器对输入脉冲进行计数，其好处是设计出的频率计系统结构和程序编写简单，成本低廉，不需要外部计数器，直接利用

4、所给的单片机最小系统就可以实现。这种方法的缺陷是受限于单片机计数的晶振频率。本次设计使用的AT89S51单片机，将其内部定时/计数器Tl的功能设为定时。频率信号由T0端引入。由于检测一个由“1”到“0”的跳变需要两个机器周期。前一个机器周期测出“1”，后一个周期测出“0”。所以输入时钟信号的最高频率不得超过单片机晶振频率的二十四分之一。而且由于定时不能达到ls，所以要多次引起片内定时器的溢出中断，由此会引起测频的误差。locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linpin

5、g,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame13电子综合设计训练总结报告方案一原理框图如图1所示。电源单片机最小系统数码管显示输入信号图1方案一原理框图方案二：该方法是单片机使用外部计数器对脉冲信号进行计数，计数值再由单片机读取。此方法的好处是输入的时钟信号频率可以不受单片机晶振频率的限制，可以对相对较高频率进行测量，但缺点是成本比第一种方法高，硬件系统结构比较复杂。为了节省硬件成本

6、，可以采用动态扫描的方法进行显示。方案二原理框图如图2所示。定时复位74LS161组成的16位二进制计数器单片机系统电路数据总线显示电路图2方案2原理框图方案比较：从以上二个方案中可知,内部计数器法测量频率受晶振频率的限制而且多次中断会引发误差，但硬件结构简单。外部计数器法测量频率不受晶振频率的限制，但硬件结构复杂。因此通过对这2种方法优缺点的比较,本设计选取方案二，因为其稳定性，可靠性高，易于实现，而且从软件编程方面可以尽量减少误差，所以采用单片机外部计数器法测量频率。locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocus

7、edontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame13电子综合设计训练总结报告三、电路设计系统总体分为：单片机系统电路，外部计数器，上电复位电路，数码管显示电路部分。(1)单片机系统电路AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，芯片内集成了通用8位中央