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基于单片机的简易数字频率计设计报告_信息与通信_工程技术_专业信息

浏览 78次 来源:【jake推荐】 作者:-=Jake=-    时间:2021-01-06 18:03:00
[摘要] 控制电路、单片机控制部分、计数与显示电路。它主要完成各种功能,如测量、数据运算、显示等。示为频率测量主程序的粗略流程图。可见,该频率计对于低频率的测量是比较准确的。类芯片,这就要求频率计设计者们要创新思维、与时俱进。本次设计我们也初步学习了单片机的基础知识和基本性能。仪表、智能产品、计算机外设等。

基于单片机的简单数字频率计设计报告课程设计名称:现代电子实验设计项目名称:简单数字频率计设计专业班:电子信息科学与技术08年级1级学生姓名:魏正武,龚Lang,李恒班讲师:李良荣科学学院完成时间:2010年12月21日1/26设计主题简单数字频率计的设计参与者魏正武龚朗立恒设计了一种自动量程数字频率计,要求如下:显示位置编号:6位数字,最大显示编号为999999。自动范围要求:当计数器大于999999(溢出)时,范围会自动增加。设计要求一个水平,输入被测电压:1Hz-1MHz方波或正弦波,幅度为10mv-3v(有效值)。测量原理:原理图如图1-1所示。频率测量过程的一部分:本设计还采用常规的测量方法,即在单位时间内对被测信号的脉冲沿(上升沿或下降沿)进行计数,频率测量的硬件电路如图1所示。该图主要由以下部分组成:分频控制电路,单片机控制部分,计数和显示电路。单片机控制部分主要完成对测量过程的控制,对测量结果的处理和显示。单片机选择2 / 26AT89C52,其中P3.1(T1)用于输入待测信号。一个计数完成后,单片机对计数值进行算术处理。并将其发送到8位锁存器74LS273。

AT89C52 P0端口用于连接74LS273钱柜体育 ,LED数字管显示与闩锁端口的电平相对应的数字。如图1-1所示,待测频率信号经过放大和整形,然后输入到AT89C52的T1引脚(AT89C52T1集成了两个16位定时器T0和T1。当计数外部脉冲时,外部脉冲连接到T0 / T1),但是对于工作在12MHz晶体振荡器下的AT89C52,可以识别的最高频率是机器周期的1/2,即晶体振荡器的1/24。待测频率为:当频率大于500K时,需要对待测频率进行分频,常见的分频方法是使用一个计数器,在该解决方案中,使用两个十进制计数器74LS90除以10,然后以100为单位。测得的频率数据通过AT89C52端口输出到LCD监视器或数字显示管进行显示。当需要显示复杂的图形或字符时,应选择LCD监视器(在本设计中,数字管显示和LCD显示设计)。数据显示的均方根值,用于数字管就电子管而言,可以使用动态扫描和锁存输出。为了保证数据显示的稳定性,该解决方案的数码管显示部分采用闭锁输出的方法。对于LCD显示器,需要通过编程来实现。

为设计范围精度和附加功能,该解决方案使用6个7段数字管显示数据,测量范围为1Hz-10MHz,分为三个级别。第一个测量范围是1Hz-100KHz,第二个测量范围是100KHz-1MHz亚搏官方 ,第三个测量范围是1MHz-10MHz3 / 26,刷新时间是1S。脉冲宽度测量部分:使用定时器模式寄存器TMOD的D7位(GATE)的特殊功能。当GATE为低电平时,只要TCON中的TR0 / TR1为1,计数器就开始计数。当GATE为高时,计数器T0、T1的计数操作控制位TR0、TR1为高,仍然不能计数。它还需要INT0 / INT1的电平为高才能使计数器工作。可以看出,当GATE = 1且TR0 / TR1 = 1时单片机 简易数字频率计,计数器的计数是否取决于INT0 / INT1引脚的信号。 INT0 / INT1从0变为1时开始计数,从1变为0时停止计数。这可用于测量INT0 / INT1端子上的脉冲宽度。原理图分为以下几部分1.。放大和整形电路如图1-2所示。图1-2放大和整形电路。其中,放大部分由集成运算放大器组成的反比例算术电路实现,放大倍数为Au = R4 / R3 = 10,当然这可以通过调节电阻R3的值来实现和R4以满足实际需求。

整形部分仅由AND门组成。与门4/26的一端连接到高电平,另一端连接到输入信号。当输入信号的幅度高于与门的阈值电压时,与门的输出端子将变为高电平。相反,输出低电平,从而实现波形变换。下图是放大和整形的模拟屏幕截图:输入正弦波的幅度为200mV,频率为10kHz,从上到下分别是原始信号,放大信号和整形信号:2.分频器电路如图1-3所示,图5/26所示。图1-3分频器电路分频器电路由两个74LS90、和一个74LS153实现。微控制器AT89C52最初从P 1. 0和P 1. 1] 1 = 0,P 1. 0 = 0输出P 1.,这时,未分频信号将从74LS153的输出中输出。当AT89C52检测到脉冲频率高于100KHz时,设置P 1. 1 = 0,P 1. 0 = 1,此时,第十个频率信号将从74LS153的输出端子输出。当AT89C52检测到脉冲频率高于1MKHz时,P 1. 1 = 1,设置P 1. 0 = 0,此时,从74LS153的输出端子输出一百倍的信号,从而实现更大频率范围的测量。下图是分频器电路的模拟屏幕截图:输入信号为100Hz,从上到下分别是原始信号,分频后的信号10和分频后的信号100。

6/263.显示和锁存电路如图1-4所示。图1-4显示,锁存电路显示和锁存电路由6个74LS273和6个7段数码管组成。是的,AT89C52将记录的数据分解为最高位,第二高位...最低的7/26位,然后分时发送至数据总线P0端口,然后由P2发送锁存信号端口依次将其锁存,最后由数字锁存。尽管相应地显示了锁存的数字,但小数点的转换由AT89C52的P 1. 2、P 1. 3、P 1. 4控制。其原理类似于分频器电路的控制。 ,因此我不再重复。简单频率计的整体电路图如图1-5所示。图1-2简单频率计的电路图。频率测量部分:AT89C52微控制器上电后,处于等待状态。当检测到按下频率测量按钮(频率)时,它开始执行测量,即转到频率测量程序执行,使用AT89C52的定时器/计数器T0设置8/26亚搏官方 ,每个定时时间为10ms,并且每次定时10ms,微控制器响应一次,应中断。当中断计数到100次时,即定时超过1s时,单片机处理计数的数字并将其发送到锁存器以进行锁存,然后数字管读取锁存器以显示测得的频率,并且然后等待下一个数据发送当检测到要测量的频率太高而无法显示时,将从单片机的P 1. 0和P 1. 1端口输出两个控制信号微型计算机,两个控制信号将连接到74LS153(双四选一)数据选择器的选择端子A和B可以控制P 1. 0和P 1. 1来实现被测频率的分频。

脉宽测量部分:当检测到按下脉宽测量按钮(pwide)时,它将切换到脉宽测量程序以执行,并且微控制器的定时器/计数器也用于测量。当检测到INT0引脚为高电平时,通常计时器开始计数(该计时器可以视为机器周期的计数,当晶体振荡器为12MHz时,该计时器接收到的每个脉冲的时间为1us),当检测到下降沿时,微控制器响应中断并停止计数,AT89C52处理计数的数字并将其发送到锁存器以进行锁定,然后数字管读取锁存器以显示测得的脉冲宽度。程序部分:程序部分的设计主要是结合硬件电路来正确实现更高的测量精度。整个系统软件的设计采用自上而下的模块化结构,每个功能分为独立的模块,由系统程序进行管理和执行。它主要完成各种功能,如测量,数据计算,显示等。图1-2显示了频率测量主程序的概略流程图。 9/26图1-3频率测量主程序的流程图测量结果如下图所示。频率测量部分:1.当被测正弦信号的频率为1Hz,幅度为200mV时:10/26显然,这时由于被测频率太小而没有误差。 2.当被测方波信号的频率为123Hz时:11/26显然,这时,被测频率太小,没有错误显示。

3.当所测量的正弦信号的频率为1 2. 345KHz,且幅度为1V:12/26显然,此时,所测量的频率太小,不会显示任何错误。 13/264.当测量的信号频率为567.890KHz:14/26此时,测量结果显示误差,偏差值为| 567890-56788 | = 2Hz,误差为(2 / 567890)* 100%=0.00000352%。可以看出,误差仍然很小,可以看出,频率表对于较小频率的测量更加准确。5.被测信号的2567.89KHz时间:15/26此时,测量结果显示误差,偏差值为| 2567890-256783 | = 7Hz,误差为(7/2567890)* 100%=0.00000273%。可以看出,频率表的低频测量更加准确5.当测得的信号频率为8234. 56KHz:16/2617/26时,测量结果中显示的误差为:| 8234567-8234730 | = 163H误差(163/8234567)* 100%=0.0000149%。脉宽测量部分:1.输入10Hz方波时(测量结果单位为ms):18/2619/26 O显然,这时由于测得的信号频率太小而无法显示脉冲宽度的误差。

2.当输入200Hz方波时:20/2621/264.当输入10KHz方波时:22/2623/26显然,由于测得的信号频率太高,因此不显示脉冲宽度此时小错误。从以上测量结果可以看出,在允许误差范围内,模拟值与实际值相同。简介:通过该电路的设计,我们可以更好地理解数字电路中常用的芯片,但是这次设计的频率计只能测量中低频,如果24/26频率较大,则误差较大。也会增加。当前的频率表正朝着高精度,小型化和多功能化的方向发展。简单的单片机和数字电路已不再适应这种变化。现代频率计设计使用更高精度和计算速度更快的FPGA芯片。这就要求频率计设计师要创新思维并与时俱进。在此设计中,我们还初步学习了微控制器的基本知识和基本性能。作为微型计算机的重要分支,单片机以其独特的结构和性能在国民经济的各个领域中得到越来越多的应用,例如测量和控制系统,智能仪表,智能产品以及计算机外围设备。而且在未来的发展趋势中,仍有无限的发展潜力。为了了解有关微控制器的更多信息,我们选择使用微控制器进行此实验。由于对单片机课程的学习不够深入五大联赛官网 ,因此在设计过程中遇到了很多问题,但是我们没有选择放弃单片机 简易数字频率计,其次是选择浏览信息,在线搜索等,尝试解决问题。遇到,最后搭建电路。尽管还不够好,但我仍然认为这是一个很大的改进。我相信,只要您练习它,您肯定会得到一些好处。 (包括:教师的意见和课程设计等级)绩效评估25/2626 / 26

老王
本文标签:频率计,单片机,科技

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