数字频率计设计课程设计

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1、辽 宁 工 业 大 学单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：数字频率计设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化教研室 学 号 学生姓名 专业班级 自动化101班课程设计（论文）题目数字频率计设计课程设计（论文）任务课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数实现功能设计一个数字频率计，用4位LED数码管显示当前测 量信号的频率。具体要求如下：1. 测量频率范围10Hz-1KHz，量程可自己选。 2. 精度：1%。 3. 被测信号为方波。4. 显示方式为4位十进制数显示。设计任务及要求1. 确定系统设计方案，包括控制器的 选择，信号 转换电 路设计， 显示电路设计；2

2、. 完成系统程序设计；并绘制程序流程图；3. 要求认真独立完成所规定的全部内容；所设计的内容要求正确、合理；4. 按学校规定的书写格式，撰写、打印 设计说明书一份； 设计说明书应在4000字以上。技术参数1. 测量频率误差小于1%2. 测量频率范围10Hz-1KHz 。进度计划1. 布置任务，查阅资料，确定系统的组成（1天）2. 对系统功能进行分析（1天）3. 系统硬件电路设计（2天）4. 系统软件设计（2天）5、实验测试、答辩。（ 2天）6. 撰写、打印设计说明书（2天）指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：成绩：平时20% 论文质量60%

3、答辩20% 以百分制计算摘要在电子技术中，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。测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频 率具有精度高、使用方便、 测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率 测量的重要手段之一。数字频率计又称为数字频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，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方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采

4、用数码管或液晶屏显示十进制数。 测量范围从10Hz1KHz，精度为1%，用单片机 实现自动测量功能。基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对方波的频率进行自动的测量。关键词：数字频率计；周期；单片机；方波目录第1章 绪论 .1第2章 课程设计方案 .22.1 概述 .22.2 系统的总体设计 .32.3 处理方法 .4第3章 硬件的设计 .53.1 单片机最小系统 .53.2 信号调理电路 .73.3 显示电路 .83.4 LCD12864液晶屏驱动电路 .93.5 电源电路的设计 .11第4章 软件的设计 .124.1 系统软件流程图 .124.2

5、初始化模块程序 .124.3 中断模块程序 .144.4 LCD12864显示模块时序 .16第5章 课程设计总结 .18参考文献 .19附录1 总体电路图 .20附录2 软件程序 .21第1章 绪论频率是电子技术领域的一个基本参数，同时也是一个非常重要的参数，因此， 频率测量已成为电子测量领域最基本最重要的测量之一。 随着科学技术的不断发展提高，人们对科技产品的要求也相应的提高，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

6、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

7、 ，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。本文数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，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。通常情况下通过采集多个被测信号的电平变化，并且定时器配合记录这些电平变化的时间，通过求取平均值来精确地确定被测信号的周期，从而得出频率值,被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。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

8、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。电子系统 非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。数字电路制造工业 的进步，使得系 统设计人 员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。第2章 课程设计方案2.1 概述本设计以MSP430F149单片机作 为核心，采用了其内部的16位定时/ 计数器以及信号调理电路和液晶显示器共同实现对被测信号的频率进行测量及显示。 在单片机应用系统中，经常要对一个连续的脉冲波频率进行测量，使用单片机测量频率通常是利用它的定时/计数器来完成的， 测 量的基本方法和原理有以下两种： 测频法：在

9、限定的时间内（如1s）检测脉冲的个数。 测周法：测试限定的脉冲个数之间的时间。这两种方法尽管原理相同，但在实际使用时，需要根据待测频率的范围、系 统的时钟周期、 计数器长度，以及所要求的测量精度等因素 进行全面、具体地考 虑，寻找和设计出适合具体要求的测量方法。在具体频率的测量中，需要考虑和注意的因素有以下几点：系统的时钟。首先测量频率的系统时钟本身精度要高，因为不管是限定测量时间，还 是测量限定脉冲个数的周期，其基本的 时间 基准是系统本身时钟产生的。其次是系统时钟的频率值，因 为系统时钟频率越高，能够实现频率测量的精度也越高。因此，本设计测频使用的是外部晶体组成的系统振荡电路。所使用的定时/计数器的位数。 测量频率要使用定 时/ 计数器，定时/计数器的位数越多，可以产生的限定 时间越长，或在限定 时间 里记录的脉冲个数越多，故也提高了频率测量的精度。因此，本设计采用的是MSP430F149单片机内部的16位定时/计数器。被测频率的范围。频率测量需要根据被测频率的范围选择测量方式。当被测频率的范围比较低时，最好采用测周期的方法测量频率。而被测频率比较高时，使用测