基于单片机设计的数字频率计毕业设计论文.docx
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基于单片机设计的数字频率计毕业设计论文
毕业设计报告（论文）
报告（论文）题目：
基于单片机控制的数字
频率计
作者所在系部：
电子工程系
作者所在专业：
通信工程
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
毕业设计（论文）任务书（理工类）
学生姓名：
专业：
通信工程班级：
学号：
指导教师：
职称：
讲师完成时间：
2011.6.10
毕业设计（论文）题目：
基于单片机控制的数字频率计
题目来源
教师科研课题
纵向课题（ ）
题目类型
理论研究（）
注：
请直接在所属项目括号内打“√”
横向课题（ ）
应用研究（√）
教师自拟课题（√）
应用设计（）
学生自拟课题（ ）
其他（ ）
总体设计要求及技术要点：
总体设计要求：
以单片机为控制核心，测量信号范围：
方波、正弦波；幅度：
0.5V～5V；频率：
1Hz～9999Hz，闸门信号的采样时间为1s。
技术要点：
掌握单片机的基本原理以及编程技术,了解一些常用的LCD模块和一些存储芯片。
工作环境及技术条件：
数字频率计主要用来测量一些规则信号的频率。
对外界环境依赖不大,需要用到计算机，单片机编译器等。
工作内容及最终成果：
工作内容：
熟练掌握单片机工作原理，能够利用单片机编程控制，掌握某一类型LCD的工作原理，能够熟练应用，并能够修改测量时间值。
最终成果：
能够完成规则波形的频率计量。
时间进度安排：
5-17周毕业设计安排
5周主题论证
6-14周理论设计
15-16周验收撰写论文
17周答辩
指导教师签字：
年月日
教研室主任意见：
教研室主任签字：
年月日
摘要
本文提出设计数字频率计的多种方案，重点介绍以单片机AT89C52为控制核心，实现频率测量的数字频率计设计。
测频在高频段使用直接测频法，在低频段使用测周期法；硬件部分由放大电路、波形变换和整形电路、闸门时基控制电路、分频电路、单片机和数据显示电路组成；软件部分由信号频率测量模块、周期测量模块、定时器中断服务模块、数据显示模块等功能模块实现。
用单片机的控制功能和数学运算能力来实现计数功能和频率、周期的换算。
设计的频率计测试后满足所要求的频率范围，测量精度较高。
另外，文章对频率测量过程中数据误差的来源进行了探讨，提出了减小误差的措施。
最后，文章还对频率计的设计方案提出了可扩展的地方。
关键词数字频率计单片机AT89C52频率测量周期测量误差
Abstract
Thisarticleproposesmanykindsofplansdesigndigitalfrequencymeter,highlightingthedesigntakingmonolithicintegratedcircuitAT89C52asthecontrolcore,therealizationfrequencymeasurementofdigitalfrequencymeter.
Selecteddesignideaswhichdirectlymeasuringfrequencylawinthehigh-bandandtestingcyclelawinthelow-band;Thehardwarepartiallyiscomposedbyenlargedcircuit、theprofiletransformationandthereshapingcircuit、thegateatthebasecontrolcircuits、sub-frequencycircuits、themicrocontrollerandthedatadisplayelectriccircuit;Thesoftwaredesignisachievedbymanyfunctionalmodules,suchasthesignalfrequencymeasurementmodule、thesignalcyclesurveymodule、timerinterruptionofservicemodule、thedatadisplaymoduleandsoon.Achievingcountingfunctionandconversionbetweencycleandfrequencybyusingcontrolfunctionsandmathematicsoperationabilityofmicrocontroller.Thesurveyscopecancanreachthefrequencyrangerequirementsdesigned,themeasuringaccuracyhigh,andcancausetheaveragerelativemeasuringerror.Inaddition,thearticlehascarriedonthediscussiontothedataerrororiginintheprocesssurveyedthefrequency,andproposedthemeasuresreducethemeasuringerror.Finally,thearticlealsoraisethefrequencyofthedesignoptionswillbefurtherimproved.
KeyWordsDigitalfrequencymeterMicrocontrollerAT89C52FrequencymeasurementsMeasurementcycleerror
基于单片机控制的数字频率计
第1章绪论
1.1课题背景及国内外研究概况
随着科学技术的发展和人民物质生活的提高，人们对科技产品的要求已不仅仅停留在模拟器件时代，数字化的电子产品越来越受到欢迎。
频率计作为比较常用和实用的电子测量仪器，广泛应用于科研机构、学校、家庭等场合，因此它的重要性和普遍性勿庸质疑。
数字频率计具有体积小、携带方便；功能完善、测量精度高等优点，因此在以后的时间里，必将有着更加广阔的发展空间和应用价值。
比如：
将数字频率计稍作改进，就可制成既可测频率，又能测周期、占空比、脉宽等功能的多用途数字测量仪器。
将数字频率计和其他电子测量仪器结合起来，制成各种智能仪器仪表，应用于航空航天等科研场所，对各种频率参数进行计量；应用在高端电子产品上，对其中的频率参数进行测量；应用在机械器件上，对机器振动产生的噪声频率进行监控；等等。
研究数字频率计的设计和开发，有助于频率计功能的不断改进、性价比的提高和实用性的加强。
以前的频率计大多采用TTL数字电路设计而成，其电路复杂、耗电多、体积大、成本高。
随后大规模专用IC（集成电路）出现，如ICM7216，ICM7226频率计专用IC，使得频率计开发设计变得简单，但由于价格较高，因此利用IC设计数字频率计的较少。
现在，单片机技术发展非常迅速，采用单片机来实现数字频率计的开发设计，实现频率的测量，不但测量准确，精度高，而且误差也很小。
在这里，我们将介绍一种简单、实用的基于单片机AT89C52的数字频率计的设计和制作
科学技术发展越快，产品的更新周期就越短，数字化电子产品更是如此。
数字频率计作为一种电子测量仪器，其发展趋势主要向以下三个方向发展。
发展趋势之一：
从以前的模拟器件设计数字频率计逐步转变为数字芯片设计数字频率计。
这样的转变使得频率计的设计更趋于自动化、智能化。
现在的电子产品主要是采用EDA技术和单片机技术作为核心控制系统，辅以外围电路，制成高端数字化产品。
频率计正是朝着这个方向发展。
EDA技术是以计算机为工具，在EDA软件平台上，根据硬件描述语言VHDL完成设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化布局线、仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
FPGA/CPLD是高密度现场可编程逻辑芯片，能够将大量的逻辑功能集成于一个单个器件中，它提供的门数从几百门到上百万门，可以满足不同的需要。
数字频率计借助于EDA工具FPGA/CPLD进行开发有很大的优越性：
（1）编程方式简便、先进。
（2）高速。
（3）高可靠性。
（4）开发工具和设计语言标准化，开发周期短。
（5）功能强大，应用广阔。
这样的优点使得数字频率计的设计变得简单。
但同时，采用EDA技术开发频率计存在一个缺点：
对电路进行逻辑综合优化时，最终设计和原始设计在逻辑实现和时延方面有一定的误差，这样使得频率计的测量精度受到很大影响。
因此EDA技术还需要不断地改进，以解决在测量时存在的问题，适应电子产品测量的要求。
但肯定的是，用EDA技术进行电子产品的设计、开发是有很大发展前景的。
单片机技术设计数字频率计是现阶段电子产品开发时采用的主要技术，它在今后的一段时间内仍然占据着主导地位。
单片机是单片微型计算机的简称，将把微型计算机的三大组成部分（CPU+存储器+I/O接口）和一些实时控制所需要的功能器件集成在该芯片上，来实现计算机的部分功能[3]。
在实际应用中大都嵌入到控制系统中，所以单片机系统也叫嵌入式系统。
现在国内单片机应用中最常见的有Intel公司的MCS系列，Microchip公司的PIC16系列，台湾凌阳公司的SPCE061X系列。
单片机设计数字频率计有着很多的优点：
（1）集成度高。
（2）系统结构简单，性价比高。
（3）系统扩展方便。
（4）抗干扰性能强，可靠性高。
（5）处理能力强，速度快。
（6）开发方
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