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1、 .2011 3 15三号黑体加粗物理与电子信息工程系二号黑体居中加粗电子信息工程2007级基于单片机数字频率计贺州学院毕业论文基于单片机数字频率计二号黑体居中加粗三号黑体加粗物理与电子信息工程系年 级机电一体化专 业系 别学 号2009级联 系 方 式学 生 姓 名韩彦良、李素云、常宏斌指 导 教 师完 成 时 间2010 年05 月10 日 论文题目，三号黑体加粗、居中、1.5倍行距首行空两格，小四宋体， 1.5倍行距基于单片机数字频率计标题一，三号黑体加粗、居中, “摘要”两字之间空两格, 与内容空一行摘 要本文设计的数字频率计。关键内容采用小四号宋体接排关键词：等精度；AT89S52
2、；频率计 “关键词”三字采用小四号黑体、顶格单独起页，四号黑体加粗，“目录”两字之间空两格, 与内容空一行目 录摘 要IABSTRACTII1 前言12 方案设计12.1功能要求12.2方案论证13 系统原理23.1原理23.2等精度测量的误差计算24系统硬件的设计34.1 AT89S52的结构和功能34.1.1 AT89S52引脚结构34.1.2 单片机时钟电路44.1.3 复位44.1.4 入输出引脚44.2 74HC393结构及功能44.3 74H14结构及功能44.4 74HC04结构与功能44.5 74HC74结构及功能54.6 74HC00结构和功能54.7 74LS245结构和功
3、能54.8 系统模块54.8.1放大模块54.8.2 整形电路54.8.3分频模块64.8.4测频控制模块65 系统软件的设计65.1 初始化程序65.2 主程序66 调试及性能分析66.1调试与测试66.2 性能分析77 结论7参考文献8附 录9致 谢10目录自动生成,小四宋体word 资料 .标题一，四号黑体正文内容小四宋体，1.5行距从正文页开始，奇数页页眉内容为“贺州学院本科生毕业论文（设计）”，小五宋体1 前言理工科标题序号按层次分别为：“1”、“1.1”、“1.1.1”、“1.1.1.1”等单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为在实时检测和自动控制领域中
4、广泛应用的器件，在工业生产中成为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。用单片机和数字电路设计的频率计以读数直观、数字准确、功耗低、体积小、质量轻、信号稳定的优点，解决了现有技术中各种数字仪表由外加干电池供电，不能连续在电路中工作的问题，被电子工程人员广泛应用，并有着广阔的发展前景。标题一，四号黑体频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。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，但闸门时间越长则每测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新
5、就越快，但测得的频率精度就受影响。2 方案设计标题二，小四宋体2.1功能要求（1）测量正弦波、方波和三角波。（2）测量电压300mv。（3）测频范围宽，Fx=1Hz10MHz。（4）采用多周期同步测量的等精度测频，在同一闸门内，各被测频率的测度近似相等（因为实际闸门时间与预置门时间并不严格相等）。当闸门时间为10s，基频为1MHz时，测频可能产生的误差10-7。标题二，小四宋体2.2方案论证（1）控制设计方案一：使用FPGA芯片，应用标准化的硬件描述语言VHDL的数据类型，结构模型层次化，利用丰富的数据类型和层次化的结构模型，可对复杂的数字系统进行逻辑设计并用计算机进行仿真。方案二：使用AT8
6、9S52为核心，应用C语言对其编程控制外围电路。从正文页开始，偶数页页眉内容为“姓名”+“论文题目”，姓名与题目间空两格，小五宋体3 系统原理3.1原理等精度测频的实现方法可简化为图3-1框图。CNT1和CNT2是两个可控计数器，标准频率(fs)信号从CNT1的时钟输入端CLK输入；经整形后的被测信号(fx)从CNT2的时钟输入端CLK输入。每个计数器的CEN输入端为时钟使能端控制时钟输入。当预置门信号为高电平(预置时间开始)时，被测信号的上升沿通过D触发器的输出端，同时启动两个计数器计数；同样，当预置门信号为低电平时，被测信号的上升沿通过D触发器的输出端，同时关闭计数器的计数。图号以章为单位
7、编排，字体五号，宋体，居中标准信号fsCLK OUTCEN控制运算单 元CEN OUTCLKDQ整形放大显示器被测信号预置信号CNT1（N0）CNT2（N1）图3-1 等精度测频原理在测量过程中，有两个计数器分别对标准信号和被测信号同时计数。首先给出闸门开启信号（预置门上升沿），此时计数器并不开始计数，而是等到被测信号的上升沿到来时，计数器才真正开始计数。然后预置门关闭信号（下降沿）到时，计数器并不立即停止计数，而是等到被测信号的上升沿到来时才结束计数，完成一次测量过程。3.2等精度测量的误差计算设在一次实际闸门时间T中计数器对被测信号的计数值为Nx，对标准信号的计数值为Ns。标准信号的频率为
8、Fs，则被测信号的频率为：公式以章为单位编排，居右 (31)若忽略标频Fs的误差，则等精度测频可能产生的相对误差为： (32)其中Fxe为被测信号频率的准确值1。在测量中，由于Fx计数的起停时间都是由该信号的上升沿触发的，在闸门时间T内对Fx的计数Nx无误差；对Fs的计数Ns最多相差一个数的误差，即Ns1，其测量频率为： (33)将式(1)和(3)代入式(2),并整理得(4)： (34)表号以章为单位编排，五号宋体居中由上式可以看出，测量频率的相对误差与被测频率的大小无关，仅与闸门时间和标准信号频率有关，即实现的整个测试频段的等精度测量。闸门时间越长，标准频率越高，测频的相对误差就越小。标准频
9、率可由稳定度好、精度高的高频率晶体振荡器产生，在保证测量精度不变的前提下，提高标准信号频率。可使闸门时间缩短，即提高测试速度。标频在10KHz和100KHz时闸门时间与最大允许误差的对应关系如表3-1所示。表3-1 闸门时间与精度的关系闸门时间/(s)标准频率为10KHz的精度标准频率为100KHz的精度0.01 10-210-60.110-310-7110-410-84系统硬件的设计4.1 AT89S52的结构和功能标题三，小四宋体4.1.1 AT89S52引脚结构4.1.2 单片机时钟电路4.1.3 复位4.1.4 入输出引脚4.2 74HC393结构及功能4.3 74H14结构及功能4.4 74HC04结构与功能4.5 74HC74结构及功能4.6 74HC00结构和功能4.7 74LS245结构和功能
