数显二位频率计.docx

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数显二位频率计

数显简易频率计设计制作

学校：

淄博职业学院

班级：

P09电气自动化四班

姓名：

季增阁油华星

学号：

09031104210903110423

指导教师：

于强赵波

2010年10月

一.摘要···········································2

二.引言···········································4

三.设计要求········································5

四.硬件设计········································6

五.原理图··········································7

六.程序流程图······································8

七.程序设计·······································9

八.调试阶段

1.硬件调试·······································12

2.软件调试·······································13

九.实验总结·······································14

十.参考文献·······································15

十一.附件

1.元件清单······································16

2.频率计硬件图及程序····························16

一.摘要

数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。

它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。

它的基本功能是测量正弦信号，方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。

除此之外，大多数频率计数器还综合了以下功能：

频率比、时间间隔、周期、上升/下降时间、相位、占空比、正/负脉冲宽度、总和、峰值电压以及时间间隔平均等，频率计功能延伸的最高境界就是综合了调制域分析仪的功能。

主要指标是测量范围、测量功能、精度和稳定性。

在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。

关键词：

8051单片机、数码管、集成电路等。

一.

Abstract

Digitalfrequencyiscomputer,video,audio,communicationsequipmentforscientificresearch,productionfieldindispensablemeasuringinstruments.Itisakindofdecimaldigitaldisplaysignalfrequencydigitalmeasuringinstruments.

Itisthebasicfunctionofmeasuringpulsesignalsinusoidal,andallkindsofotherunitswithinthetimechange.Inaddition,mostofthefrequencyofthecomprehensivecounterfollowingfunction:

frequencyratio,timeintervalandcycle,increase/decreasetime,phase,SHCH,positive/negativepulsewidth,sum,peakvoltageandfrequency,theaveragetimeintervalsasthehighestfunctionextensionprojectisafunctionofmodulationanalyzer.Mainindexismeasuringrange,measurementfunction,accuracyandstability.Inthesimulationanddigitalcircuitdesign,installation,debuggingprocess,becauseofitsusedecimalnumbershows,measurement,highprecisionandfast,oftenusedtodisplaydirectfrequencymeter.

Keywords:

8051microcontroller,digitaltube,IC,etc.

二.引言

测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种。

无源测频法（又可分为谐振法和电桥法），常用于频率粗测，精度在1％左右。

有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象，再通过检测零拍现象进行测频，常用于低频测量，误差在零点几Hz；后者则利用两个非线性信号叠加来产生差频现象，然后通过检测零差现象进行测频，常用于高频测量，误差在±20Hz左右。

以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足，而电子计数法主要通过单片机进行控制。

由于单片机的较强控制与运算功能，电子计数法的测量频率范围宽，精度高，易于实现。

本设计就是采用单片机电子计数法来测量频率，设计制作一个简易的二位数显频率计。

本应用系统设计的目的是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识，以及查阅资料，培养一种自学的能力。

并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当中。

在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。

全能提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。

三.设计要求

●设计一台数字显示的简易二位频率计

●能实现频率计数，频率周期测量范围是0—99HZ

●利用80C51单片机的T1的定时功能和外部中断IT0、IT1，来完成对频率信号的测量

●计数的频率结果通过二位数码管显示出来

●计数误差不超过0.1%

●采用单片机时基频率12MHZ

●七段数码显示管为共阳极

四.硬件设计

硬件设计包括：

振荡电路复位电路外部中断电路整形电路和显示电路。

外部中断电路中IT0用于模拟脉冲信号的输入，即产生负跳变。

IT1用于1S中断开始，即产生负跳变。

显示电路由两个七段数码显示管组成，构成静态显示方式。

电路图如下：

五.原理图

频率是周期性信号在单位时间里变化的次数。

若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为f=N/T。

本数字频率计的设计思路是：

根据频率计的测频原理，选择合适的时基信号即闸门时间1s。

本设计方案分为三个模块，即信号处理、计数和显示电路。

如图1

图1系统结构图

信号处理模块分为：

信号产生和整形电路两个部分。

信号由信号源产生,整形电路如图2：

六.程序流程图

七.程序设计

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG0003H

AJMPKM0

ORG0013H

AJMPKM1

MAIN:

MOVR2,#0C8H;主程序初始化

MOVTMOD,#10H

MOVTH1,#3CH

MOVTL1,#0B0H

MOV30H,#00H

MOVIE,#84H

SETBIT1

CLRA

DISP:

MOVR1,#14H;显示主程序

MOVR0,#30H

MOVA,@R0

MOVDPTR,#TAB

ANLA,#0FH

MOVCA,@A+DPTR

MOVP2,A

MOVA,@R0

ANLA,#0F0H

SWAPA

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

DJNZR1,$

DJNZR1,$

SJMPDISP

TAB:

DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H

DB92H,82H,0F8H,80H,90H

KM0:

ADDA,#01H;脉冲输入

DAA

RETI

KM1:

MOVA,30H

SETBTR1;INT1中断子程序（1s延时）

SETBEX0

SETBPX0

SETBIT0

LP1:

JBCTF1,LP2

SJMPLP1

LP2:

MOVTH1,#3CH

MOVTL1,#0B0H

DJNZR2,LP1

CLRPX0

CLREX0

CLRTR1

MOV30H,A

DEC30H

RETI

END

八.调试阶段

1.硬件调试

调试开始时，先按KM1键，开启1S中断，然后按KM0键，模拟脉冲输入。

2.软件调试

九.实验总结

数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。

在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，会被经常使用到。

通过本次课程的设计，不但加深我对在课程上所学到的单片机理论知识的认识和理解，重新让自己认识到了这门学科的在应用方面的广阔前景，并且通过知识与应用于实践的结合更加丰富了自己的知识。

扩展了知识面，不但掌握了本专业的相关知识，而且对其他专业的知识也有所了解，而且较系统的掌握单片机应用系统的开发过程，因而自身的综合素质有了全面的提高。

经过这次一个较完整的产品设计和制作过程，对于认识到自己在知识方面存在的不足，明确今后的学习方向是非常有益的，为将来的的就业提前打了下坚实的基础。

在设计过程中，得到了我的指导老师的悉心指导与帮助，还有其他老师和同学的大力支持和协助，在此一并表示衷心的感谢。

十.参考文献

[1]刘守义主编.《单片机原理与应用》.北京航空航天大学出版社，2007

[2]康华光主编.《电路分析基础》.高等教育出版社，2009

[3]谢自美编著.《电子线路设计·实验·测试》.华中理工大学出版社,2002

[4]陈永甫编著.《电子电路智能化设计.实例与应用》.电子工业出版,2002

[5]黄正瑾编著.《CPLD系统设计技术入门与应用》.北京:

电子工业出版社,2002

十一.附件

●元件名称

●规格及用途

●数量

80C51

单片机

1/1

七段显示器

显示频率值

2/1.25

电容

30PF

3/0.2

电阻

10k

1/0.12

电阻

500100

各1个/0.08

晶振

产生脉冲

1/0.15

按钮

开关

80C51

总价格

4.28元

1.元件清单

2.频率计硬件图及程序