基于AT89C51的智能测频仪设计.docx

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基于AT89C51的智能测频仪设计

题目：

基于AT89C51的智能测频仪设计

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

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

3）其它

基于AT89C51的智能测频仪的设计

摘要

目前，在电子技术领域内，频率是一个最基本的参数，频率与其他电参量的测量方案以及测量后的结果都有密切关系，因此频率的测量就显得更为重要。

由于频率信号抗干扰性强,易于传输,可以获得较高的测量精度,因此在现代测量仪器中,将待测信号转化为频率信号是低成本实现高精度、高分辨率测量和高抗干扰的经典做法。

此设计基于AT89C51的智能测频仪的设计，主要应用Protel99进行系统图设计，用C语言编程以达到实现测频率的过程通过对软硬件的编程和设计使的整个系统具有结构紧凑、体积小，可靠性高，测量频率范围宽、精度高等优点。

整个设计包括硬件设计和软件设计。

在硬件设计部分，具体介绍了系统硬件设计方案以及显示板设计，而软件设计包括固件程序设计、驱动程序设计和应用程序设计三大部分，其最终目标是实现对频率的测量显示。

关键词：

测量频率，单片机AT89C51，Protel99

BasedonAT89C51FrequencyofIntelligentDesign

Abstract

Atpresent,inthefieldofelectronictechnology,frequencyisthefundamentalparameters,frequencyandotherelectricalparametersofthemeasurementprogram,aswellastheresultofmeasurementarecloselyrelatedtothefrequencyofmeasurement,thereforeitisevenmoreimportant.Frequencysignalsasaresultofstronganti-jamming,easytotransport,accesstohighprecision,soinmodernmeasuringinstruments,thetestsignalwillbeconvertedtothefrequencysignalislow-cost,highprecision,high-resolutionmeasurementsandhighanti-interferenceclassicalapproach.

ThisdesignisbasedonAT89C51FrequencyofIntelligentDesign,Protel99majorapplicationsystemdesign,madewithClanguageprogramminginordertoachievetherealizationoftheprocessofmeasuringthefrequencyofhardwareandsoftwareprogramminganddesignoftheentiresystemwithcompactstructure,smallsize,highreliability,measurementfrequencyrangeandhighprecision.

Thewholedesign,includinghardwaredesignandsoftwaredesign.Inthehardwaredesignofthedetailsofthesystemhardwaredesignanddisplaydesign.Andsoftwaredesignincludingthedesignoffirmware,drivers,applicationdesignandthedesignofthreelargegroups,theirultimategoalistoachievethefrequencymeasurementsshow.

Keywords:

Measurefrequency;theone-chipcomputerAT89C51;Protel99

第一章引言

1.1研究背景和意义

数字化、智能化是当今电子设计的趋势。

伴随着信息化的快速发展，各种仪器仪表也在不断的升级换代，其中以电子产品的发展最为突出，电子产品的高效节能已成为当代社会的宠儿。

电子产品经历了模拟式、数字式和智能化三个发展阶段。

通常把模拟式仪器称为第一代，大量指针式电压表、电流表、功率表及一些通用的测试仪器均是典型的模拟式仪器。

模拟式仪器功能简单、精度低、响应速度慢。

第二代是数字式仪器，它的基本特点是将待测的模拟信号转换成数字信号进行测量，测量结果以数字形式输出显示并向外传送。

数字万用表、数字式频率计等均是典型的数字式仪器。

其精度高、响应快、读数清晰、直观，容易与计算机技术相结合。

因数字信号便于远距离传输，所以数字式仪器适用于遥测、遥控。

智能仪器属于第三代，它是在数字化的基础上发展起来的，是计算机技术与仪器仪表相结合的产物，因具有数字存储、运算、逻辑判断能力，可根据被测参数的变化自动选择量程，具有自动校正、自动补偿等功能，可以完成需要人类智慧才能胜任的工作，具备了一定的“智能”，故称之为智能仪表（intelligentinstrumen）。

通过单片机以实现智能仪表的设计要求，是现在厂家和工程设计师的最佳选择。

它是整个智能仪表的核心，具有基本的算术运算、逻辑分析能力。

通常，微处理器需要时钟电路和复位电路，能支持存储器I/O口的扩展和外部中断，有些单片机还带有片内存储器、定时/计数器、串行通信口以及A/D转换器等。

它的时钟频率、字节长度、指令功能与执行速度、外部扩展能力等对整个仪表的性能有直接的影响。

从80年代单片机引入我国，单片机已大量应用于电子设计中，单片机的应用迅速发展，以其性价比高，大量的外围接口电路，使基于单片机的电子系统设计相当方便，周期缩短，而且还在不断的发展。

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。

单片机因自身的结构优势，在科研、民用、航空航天以及军事领域都被广泛应用。

运用MCS—51系列单片机和中规模的数字电路组合设计测量频率，并采用适当的算法取代传统电路设计，不仅能克服传统测频计数结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端，而且频率计性能也将大幅提高，可实现精度较高、测量宽范围频率的要求。

1.2基于单片机测量频率的发展状况

在电子信息领域中频率作为电子电工学中的一个重要参数,对其的测量工具频率计提出了相当高的要求,测量频率是数字电路中的一个典型应用，传统的频率计测量可以通过普通的硬件电路组合来实现，但是由分离元件搭接而成，其开发过程、调试过程十分繁琐，而且由于电子器件之间的互相干扰，影响频率测量的精度，体积较大，已经大大阻碍了电子设计的发展方向。

MCS-51系列单片机具有体积小、功能强、性能价格比高等特点，备受青睐，以MCS-51系列单片机为核心的测量频率的设计，较分离元件搭接而成的频率计改善了性能、提高了可靠性，并可以采用软件实现各种频率的测量。

1.3论文所做的工作

本论文主要是运用AT89C51进行测频率计数，该设计利用分频测频的设计方法。

在信号放大整形后，用过分频器分频。

通过单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和数据输出，并由液晶显示模块LCD1602来实现对频率的计数。

以AT89C51机为控制器件的频率测量方法，并用C语言进行设计，采用单片机控制，结合外围电子电路，得到高低频率的精度测量，最终实现多功能数字频率计的设计方案。

在这次设计中，运用Protel99设计硬件，并通过keil编写频率测量程序来支撑，使得大大缩短了硬件电路板的设计和调试周期，提高了设计的效率。

此设计主要叙述了硬件电路的组成和单片机的软件控制流程。

其中硬件电路包括信号输入、输入信号整形、单片机和频率显示模块。

设计器件采用单片机AT89C51、施密特触发器、4040分频器、LCD1602以及其他相关器件。

被测信号由施密特触发器整形后，经过12级二进制分频计数器4040分频之后，由单片机进行数据处理和数据输出，最后在液晶显示模块