简易频率计单片机课程设计

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1、单片机课程设计简易频率计班 级:学 号:姓名摘要随着电子信息产业的不断进展，信号频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日趋重 要。传统的频率计一般是用很多的逻辑电路和时序电路来实现的，这种电路一样运行较慢 而且测量频率的范围较小。考虑到上述问题，本论文设计一基于单片机设计频率计。第一 咱们把待测信号通过放大整形，然后把信号送入单片机的按时计数器里进行计数，获的频率 值，最后把测得的频率数值送入显示电路里进行显示。本文从频率计的原理动身，介绍了基 于单片机的频率计的设计方案，选择了实现系统的各类电路元器件，并对硬件电路进行了仿 真。 关键字：单片机 频率计 测量一、设计任务设计制作一个简易频率计

2、，该频率计能测量正弦波和方波信号的频率设计框图如下：整形 控制处理尸显示图一. 简易频率计框图二、设计指标要求 大体要求(1) 能测量频率正弦波和方波10Hz100kHz。(2) 数码显示共3位，其中1位小数，自动换挡(00999Hz)有一个指示灯亮，表示单位 是Hz， 0.0099.9kHz，另一个灯亮，表示单位是kHz。3)要有输入信号超范围的爱惜电路。发挥要求(1) 能测量方波的周期，并显示。(2) 能测量100mV的正弦波。三、设计仪器PC台、WAVE6000仿真实验箱一台、LM324芯片一个、三极管一个、10KQ,2MQ,5KQ电阻 各一个、稳压二极管一个、面包板一个和导线假设干四、

3、设计原理图二.电路原理图2L_jn_IL土_g_SDC51 -=TEYKXTfiL2FHTP1HP1.1P1JP1JP1.4P1JGP1PI.TPZI栉 口肿阳P2.kH.1Z 眶加mF2.1F.13FIVDCD P731W flaaWTTP3LWT1 F3AT1PJJT,而pnipPiDD FUlftDI Kmj?2 FELJWJ3 PQ4D4 FUW)5 rcijwvw FO.TMT744J9M -TEKWRPEQ FE !.43PI2MJntSETFE4FiSPieFETcFCpcFCRCFCFCrcH FauvHIE I- -TBOraNPH -TB!T-R11K TEXli-rTEK

4、TTMDC方案选择及实现原理(1) 单片机频率计数原理本方案要紧以单片机为核心，利用单片机的计数按时功能来实现频率的计数而且利用单 片机的动态扫描把测出的数据送到数字显示电路显示。由于频率计实现的能够说是对脉冲信号个数的技术，依照这一简单原理，咱们能够利用 单片机片内的两个按时器/计数器T0T1实现对输入信号的频率计数。具体设计思路如下：先利用按时器T1按时1s，但由于单片机的最大技术范围为65536。因此，可先利用T1按时100ms,按时十个周期，那么达到按时Is的目的。在按时器1 T1按时的同时，将单片 机内的另一个按时/计数器置为十六位计数功能，对输入信号进行计数。同上述问题，单片 机计

5、数范围仅能达到65536,与对频率计数所要求的功能是远远不够的。因此，当频率计数 值超过65536时，计数器会溢出。现在便需要通过软件编程对计数数据进行数据处置，从而 实现对输入信号频率的无过失计数。(2) 对正弦信号频率计数处置电路原理图三整形电路區10-1-T&ni-由于单片机属于数字集成电路，它仅能够被输入时刻离散和幅度离散的数字信号。关于 数字信号，时刻持续和幅度持续的信号称为模拟信号。最多见的模拟信号为正弦波，它是一 种正负交替转变的周期信号。若是希望利用单片机测量正弦波信号的频率，待测的正弦波信 号第一必需被转换成方波。在正弦波到方波的转换电路中三极管电路用来把正负交替转变的 正弦

6、波转化成单向的脉冲波。三极管电路的电源与单片机电路采纳一样的电源。三极管电路 的输入端采纳零偏置，当输入信号为正弦波的负半周时，三极管截止，电路输出电压等于电 源电压；当输入信号为正弦波的正半周时，三极管导通，电路输出电压随着输入信号电压的 增加而下降。在输入信号电压的幅度足够大的情形下，三极管进入饱和状态，电路输出电压 将接近0。三极管电路输出的单向的脉冲波的最高电压为电源电压，最低电压接近0。如此 的单向脉冲波接着再由具有施密特触发的反相器进行整形，取得前后沿陡直、顶部平缓的方 整方波。如此的方波具有与输入正弦波一样的频率，通过以上处置，单片机通过P 口即能够 完成对正弦输入信号频率的计数

7、。(3) 小信号测量原理由于小信号的幅度会很小，与TTL电平有可能差距专门大。要完成对小信号频率值的 测量，一个显而易见的思路确实是先对小信号进行放大处置，然后再对其进行整形处置即可。 本次实验选择了 LM324作为运放核心器件。具体实现电路如下：图四小信号放大电路五、程序流程图及程序清单开始TL存入50H转换为压缩BCD码, 存入转换为非压缩BCD码存入 55H-5AH加上65536显示结束源程序如下：/ORG 0000HSJMP MAINORG 000BHLJMP INT0ORG 001BHLJMP INT1；按时器1按时100ms,按时器1计数按时中断10次，达到计数闸门1sORG 00

8、30HKHZ BIT P1.0；p1.0接led指示灯，灯亮表示单位为KHzHZ BIT P1.1FRE EQU 40H;p1.1接led指示灯，灯亮表示单位为Hz;40h,50h,51h,三个单元用来在数值转换中暂存数据TIME1 EQU 50HMAIN:MOV TMOD,#00010101B；初始化，按时器1按时100ms，计数器0十六位计数方式MOV TH1,#3CH；晶振 6MHz,时刻常数 3CB0HMOV TL1,#0B0HMOV DPTR,#8003H；8255初始化，由PA 口输出八段码数据信息MOV A,#80H；A,B,C 口均输出MOVX DPTR,AMOV R5,#0A

9、H;R5记按时器1中断次数初值，共十次，按时一秒MOV R3,#00H；R3记按时器0中断次数SETB PT1；将计数器1 中断优先级高CLR KHZCLR HZSETB EA;开启总中断和计数器/按时器T0、T1中断SETB ET0SETB ET1SETB TR0；启动 T0、 T1 计数SETB TR1TIME2 EQU 51H/; 显示主程序DISUP:MOV A,55H JNZ N1 MOV A,56H JNZ N2 MOV A,57H JNZ MMSJMP HZZMM: LJMP N3；判定单位为KHZ,百位是不是有数据；判定单位为KHZ,十位是不是有数据；判定单位为KHZ,个位是不

10、是有数据;假设KHZ位均无数那么跳转到HZZ,进行单位为HZ数据的处置；单位判定为为赫兹，向下执行相应HZ显示程序HZZ: SETB HZ CLR KHZMOV R0,#58HMOV R1,#01HTT: MOV DPTR,#BHSEGMOV A,R0MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#8000HMOVX DPTR,AINC DPLMOV A,R1MOVX DPTR,AINC R0MOV A,R1RL AMOV R1,ALCALL DELAYCJNE R0,#5BH,TTLJMP DISUP;查找不带小数点的段表供输出显示;DPTR 加一指向 PB 口;A不断左移送8255 B 口选

11、中相应数码管;延时；判定剩下59H 5AH是不是显示完毕，不然，调回TT继续显示；单位为KHZ,且最高位（百位）有值N1: SETB KHZCLR HZMOV R0,#55HTT1: MOV DPTR,#BHSEGMOV A,R0MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A INC DPLMOV A,#01H MOVX DPTR,A INC R0 LCALL DELAY CJNE R0,#58H,TT1 LJMP DISUP;点亮KHZ对应的二极管；以下程序是显示单位为KHZ,且百位有数;判定剩下的 56H 57H 是不是显示完毕；单位为KHZ,且次高位有值

12、（十位），那么要显示小数N2: SETB KHZCLR HZMOV A,56HMOV DPTR,#BHSEGMOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A INC DPL;显示百位MOV A,#01HMOVX DPTR,ALCALL DELAYMOV A,57H；由于单位为KHZ,固在显示三位数的前提下必需有小数的显示,即可从 BHDSEG 中查找相应的段码用以显示，不然，那么从BHSEG 七段码表中查找MOV DPTR,#BHDSEG MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A INC DPLMOV A,#02H MOVX DPTR,A LCALL DELAYMOV A,58HMOV DPTR,#BHSEG MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A INC DPLMOV A,#04H MOVX DPTR,A LCALL DELAY LJMP DISUP；57H中有数，