本科毕业设计--基于51单片机的数字频率计
51单片机数字频率计的代码
51单片机数字频率计的代码标题: 用51单片机实现数字频率计功能的创作导言:数字频率计是一种常见的电子测量仪器，用于测量信号的频率。
本文将介绍如何使用51单片机实现数字频率计的功能，通过编写相关代码和接线，实现对信号频率的测量和显示。
一、引言数字频率计是一种电子测量仪器，用于测量信号的频率。
它通过将输入信号与计时器进行比较，并将计数结果转换为频率值。
在本项目中，我们将使用51单片机来实现这一功能。
二、硬件设计我们需要准备的硬件有：51单片机、晶体振荡器、LCD显示屏、按键开关和一些连接线。
首先，将晶体振荡器连接到单片机的相应引脚上，以提供系统时钟。
然后将LCD显示屏连接到单片机的I/O端口上，用于显示测量结果。
最后，连接按键开关到单片机的I/O端口上，用于启动和停止测量。
三、软件设计1. 初始化我们需要初始化单片机的计时器和LCD显示屏。
通过设置计时器的工作模式和计数方式，以及LCD的显示模式和位置，来确保测量和显示的准确性。
2. 信号测量接下来，我们需要编写代码来测量输入信号的频率。
通过将输入信号与计时器进行比较，并在每个计数周期结束时进行计数，来获取信号的周期时间。
然后，通过计算周期时间的倒数，即可得到信号的频率。
3. 结果显示将测量得到的频率值转换为字符形式，并通过LCD显示屏进行显示。
可以使用LCD库函数来实现字符显示的功能，通过将频率值转换为字符数组，并逐个显示在LCD屏幕上。
四、实验结果经过测试，我们成功实现了数字频率计的功能。
当输入信号稳定时，可以准确地测量并显示信号的频率。
通过按下按键开关，可以启动和停止频率测量。
结论:通过51单片机的编程和硬件设计，我们成功实现了数字频率计的功能。
该频率计可以准确地测量输入信号的频率，并通过LCD显示屏进行显示。
这个项目不仅加深了我们对单片机的理解，还提高了我们的编程能力。
希望这个项目能对读者有所帮助，激发对电子技术的兴趣和研究。
基于51单片机的数字频率计课程设计
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基于51单片机的数字频率计设计报告
目录摘要............................................. 错误！未定义书签。
关键词 (3)正文 (4)1 概述 (4)2 总体设计方案 (5)2.1软件 (5)2.2 设计思路 (5)3 系统软件设计 (5)3.1 主板说明 (5)3.2 芯片主要性能............................. 错误！未定义书签。
3.3 功能特性描述 (6)3.4 引脚描述 (6)4 系统软件设计 (9)4.1 初始定义 (9)4.2 子程序设计 (9)4.3 主要源程序 (10)5 系统调试 (13)6 课程设计体会 (15)7 参考文献 (15)附录 (16)数字频率计是现代科研生产中不可或缺的测量仪器，它以十进制数显示被测频率，基本功能是测量正弦信号，方波信号，及其它各种单位时间内变化的物理量。
本系统采用AT89S52单片机智能控制，结合外围电子电路，设计的频率计性能稳定。
在软件设计上采用了单片机的C语言设计，通过单片机内部定时/计数器同时动作，在测量频率时将测频率和测周期相结合,提高了频率计的测量准确性。
测量结果在四位七段式数码管上输出显示，结果精确到整数位。
频率计的软件设计,系统软件设计简单明了,适用于测量频率从1~9999Hz的脉冲信号，超频自动报警，安全可靠。
关键词：数字频率计；AT89S52单片机；信号；AT89S52最小系统板；LG5011BSR1.概述单片机是20世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在线系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
基于单片机的数字频率计的设计(毕业设计)
1.2 设计思路
测频的原理归结成一句话，就是“在单位时间内对被测信号进行
计数”。常用的频率测量方法主要有两种：直接测频法和间接测频法 （即测周期法）。直接测频法在低频段的相对测量误差较大，故常用 于测量高频信号；测周期法在高频段的相对测量误差较大，更适合于 测量低频信号由于本次设计的实际测量范围为1Hz～200KHz左右，主 要是针对在低频段的测量，且由于单片机具有程序运算功能，频率为 周期的倒数，这样使得频率测量与周期测量可以互通，故此次设计采 用间接测量法（测周期法）。其原理图如下所示：
使用液晶显示器（LCD）进行数据显示
采用LED显示管只能显示0～9和一些简单的英文字母，这使得频率计的功能 受到极大的限制，而LCD显示管能够解决LED的不足，增强显示功能。LCD具有体 积小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，因 此广泛应用于各种仪表设备中去。LCD液晶显示器主要有字符型和点阵型两种。 字符型LCD能显示特定的字符，应用在特定的场合，可以代替常用的LED显示器 显示和进行其他特殊字符的显示；点阵型LCD则可以以点阵的形式显示字符、图 形和汉字，满足各种需要。
被测闸门信号
未知
高频基准信号
实际检出已知信号
1.3 电路设计
数字频率计系统设计共包括四大模块：单片机控制模块、电源模
块、放大整形模块及ＬＥＤ显示模块。 数字频率计设计总框图如下：
被测信 号
放大整形电 路
单片机
LED 显 示
电源电 路
基于51单片机的数字频率计的设计
1 前言 (1)1.1频率计概述 (1)1.2频率计发展与应用 (1)2 系统总体设计 (2)2.1测频的原理 (2)2.2总体思路 (3)2.3具体模块 (3)3 系统硬件设计 (4)3.1 AT89C51主控制器模块 (4)3.1.1 AT89C51的介绍 (4)3.1.2复位电路 (5)3.2分频设计模块 (6)3.3显示模块 (6)3.3.1数码管介绍 (7)3.3.2频率值显示电路 (7)3.3.3档位转换指示电路 (7)4.1软件模块设计 (8)4.2应用软件简介 (9)4.2.1 Keil简介 (9)4.2.2 protues简介 (10)6系统硬件调试 (11)1 前言频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。
由于频率信号抗干扰性强，易于传输，因此可以获得较高的测量精度。
随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。
1.1频率计概述数字频率计是计算机、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正弦信号、方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。
传统的频率计采用测频法测量频率，通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成，产品不但体积大，运行速度慢而且测量低频信号不准确。
本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，测量准确度高，响应速度快，体积小等优点。
1.2频率计发展与应用在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件。
单片机作为最为典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。
单片机已成为电子系统的中最普遍的应用。
单片机作为微型计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛。
最新【毕业设计】基于51单片机和CPLD的等精度频率计
基于51单片机和CPLD的等精度频率计目录摘要 (1)1前言 (2)2 等精度频率测量原理分析 (3)2.1 等精度频率测量原理 (3)2.2 等精度频率测量的误差分析 (4)3 系统方案 (5)3.1 方案提出及比较 (5)3.2系统整体方案 (6)3.3单片机与CPLD连接方案 (7)3.4 单片机定时及数据处理方案 (8)3.5 CPLD计数方案 ...................................................... 错误！未定义书签。
4 方案实现........................................................................... 错误！未定义书签。
4.1 CPLD设计 .............................................................. 错误！未定义书签。
4.2单片机设计.............................................................. 错误！未定义书签。
4.3关键源代码分析...................................................... 错误！未定义书签。
5 仿真及测试....................................................................... 错误！未定义书签。
5.1仿真分析.................................................................. 错误！未定义书签。
5.2 测试结果与分析..................................................... 错误！未定义书签。
基于51单片机的数字频率计_毕业设计论文
基于51单片机的数字频率计目录第1节引言 (2)1.1数字频率计概述 (2)1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算 (2)1.3基本设计原理 (3)第2节数字频率计（低频）的硬件结构设计 (4)2.1系统硬件的构成 (4)2.2系统工作原理图 (4)2.3AT89C51单片机及其引脚说明 (5)2.4信号调理及放大整形模块 (7)2.5时基信号产生电路 (7)2.6显示模块 (8)第3节软件设计 (12)3.1 定时计数 (12)3.2 量程转换 (12)3.3 BCD转换 (12)3.4 LCD显示 (12)第4节结束语 (13)参考文献 (14)附录汇编源程序代码 (15)基于51单片机的数字频率计第1节引言本应用系统设计的目的是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识，以及查阅资料，培养一种自学的能力。
并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当中。
在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。
全能提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。
1.1数字频率计概述数字频率计是计算机、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正弦信号，方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。
本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602A LCD显示器动态显示6位数。
测量范围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1us,10us,100us,1ms。
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。
基于51单片机数字频率计的设计与开发
摘要在电子技术中，频率是最大体的参数之一，而且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分紧密的关系，因此频率的测量就显得更为重要。
测量频率的方式有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、利用方便、测量迅速，和便于实现测量进程自动化等优势，是频率测量的重要手腕之一。
电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在必然闸门时刻内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。
直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。
本文论述了基于通用集成电路设计了一个简单的数字频率计的进程。
关键词：频率，信号，周期AbstractIn electronic technology,the frequency is the most basic one of the parameters,andwith a number of electrical parameters of the measurement program,measurement more important,There are several ways of mesuring frequency,in which electronic counter the frequency with high precision,easy to use ,quick measurements,and is easy to realize the advatages of automaion of measurement process is an important means of frequency Counter Frequency Measurement There are two ways:First,the directfrequency measurement method,thatis,the gate in a certain period of time measured the number of measured signal pulse;2is indirect frequency measurement method,such as cycle frequency measurement frequency measurement method for high-frequency signals offrequency measurement,indirect frequency measurement method for low-frequency signald of frequency this paper,based on a commom integrated circuit design of a simple digital frequency meter process.Key words:frequency,signal,period目录摘要 (Ⅰ)一、引言（一）数字频率计概述 (1)（二）问题提出 (1)（三）设计思想 (1)二、方案论证与比较（一）方案选择 (2)一、整体方案比较 (2)二、测频方案比较 (2)（二）测频原理 (2)三、数字频率计设计（一）数字频率计原理 (4)一、数字频率计的大体组成 (4)二、数字频率计的要紧技术指标 (5)（二）数字频率计的设计 (5)一、硬件电路设计 (5)二、软件的设计 (7)3、软件仿真 (9)四、大体元器件的论述（一）AT89S52简介 (9)一、要紧功能特性 (10)二、引脚功能 (11)（二）555按时器 (11)一、555按时器及其应用 (11)二、施密特触发器 (12)五、终止语（一）总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录 (16)一、引言（一）数字频率计概述数字频率计是运算机，通信设备，音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
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毕业论文基于51单片机的数字频率计基于51单片机的数字频率计目录第1节引言 (2)1.1数字频率计概述 (2)1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算 (2)1.3基本设计原理 (3)第2节数字频率计（低频）的硬件结构设计 (4)2.1系统硬件的构成 (4)2.2系统工作原理图 (4)2.3AT89C51单片机及其引脚说明 (5)2.4信号调理及放大整形模块 (7)2.5时基信号产生电路 (7)2.6显示模块 (8)第3节软件设计 (12)3.1 定时计数 (12)3.2 量程转换 (12)3.3 BCD转换 (12)3.4 LCD显示 (12)第4节结束语 (13)参考文献 (14)附录汇编源程序代码 (15)基于51单片机的数字频率计第1节引言本应用系统设计的目的是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识，以及查阅资料，培养一种自学的能力。
并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当中。
在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。
全能提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。
1.1数字频率计概述数字频率计是计算机、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正弦信号，方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。
本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602A LCD显示器动态显示6位数。
测量范围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1us,10us,100us,1ms。
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正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。
1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算频率测量仪的设计思路主要是：对信号分频，测量一个或几个被测量信号周期中已知标准频率信号的周期个数，进而测量出该信号频率的大小，其原理如右图1所示。
若被测量信号的周期为，分频数m1，分频后信号的周期为T，则：T=m1Tx。
由图可知： T=NTo（注：T为标准信号的周期，所以T为分频后信号的周期，则可以算出被测量信o号的频率f。
）由于单片机系统的标准频率比较稳定，而是系统标准信号频率的误差，通常情况下很小；而系统的量化误差小于1，所以由式T=NT可知，频率测量的误差主要o取决于N值的大小，N值越大，误差越小，测量的精度越高。
1.3 基本设计原理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正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。
所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。
若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为f=N/T。
其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测频率f x。
时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为1s，则门控电路的输出信号持续时间亦准确地等于1s。
闸门电路由标准秒信号进行控制，当秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。
秒信号结束时闸门关闭，计数器停止计数。
由于计数器计得的脉冲数N是在1秒时间内的累计数，所以被测频率fx=NHz。
第2节数字频率计（低频）的硬件结构设计2.1 系统硬件的构成本频率计的数据采集系统主要元器件是单片机AT89C51，由它完成对待测信号频率的计数和结果显示等功能，外部还要有分频器、显示器等器件。
可分为以下几个模块：放大整形模块、秒脉冲产生模块、换档模拟转换模块、单片机系统、LCD显示模块。
各模块关系图如图2所示：图2 数字频率计功能模块2.2 系统工作原理图该系统工作的总原理图如图3所示：图3 数字频率计系统工作原理图2.3 AT89C51单片机及其引脚说明89C51是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器，它提供下列标准特征：4K字节的程序存储器，128字节的RAM,32条I/O线，2个16位定时器/计数器, 一个5中断源两个优先级的中断结构，一个双工的串行口, 片上震荡器和时钟电路。
引脚说明：：电源电压·VCC·GND:地·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，作为输出口用时，每个引脚能驱动8个TTL逻辑门电路。
当对0端口写入1时，可以作为高阻抗输入端使用。
当P0口访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定成地址数据总线复用的形式。
在这种模式下，P0口具有内部上拉电阻。
在EPROM编程时，P0口接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验时。
程序校验时需要外接上拉电阻。
·P1口：P1口是一带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P1口的输出缓冲能接受或输出4个TTL逻辑门电路。
当对P1口写1时，它们被内部的上拉电阻拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。
当作为输入端使用时，P1口因为内）。
部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流（IIL·P2口：P2是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。
P2口的输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。
当向P2口写1时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。
作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引）。
脚被外部信号拉低时会输出电流（IILP2口在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如MOVX ＠DPTR）时，P2口送出高8位地址数据。
在这种情况下，P2口使用强大的内部上拉电阻功能当输出1时。
当利用8位地址线访问外部数据存储器时（例MOVX ＠R1）,P2口输出特殊功能寄存器的内容。
当EPROM编程或校验时，P2口同时接收高8位地址和一些控制信号。
·P3口：P3是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。
P3口的输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。
当向P3口写1时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。
作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（I）。
ILP3口同时具有AT89C51的多种特殊功能，具体如下表1所示:表1 P3口的第二功能·RST:复位输入。
当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。
·ALE/PROG:当访问外部存储器时，地址锁存允许是一输出脉冲，用以锁存地址的低8位字节。
当在Flash编程时还可以作为编程脉冲输出（PROG）。
一般情况下，ALE是以晶振频率的1/6输出，可以用作外部时钟或定时目的。
但也要注意，每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
·PSEN：程序存储允许时外部程序存储器的读选通信号。
当AT89C52执行外部程序存储器的指令时，每个机器周期PSEN两次有效，除了当访问外部数据存储器时，PSEN将跳过两个信号。
:外部访问允许。
为了使单片机能够有效的传送外部数据存储器从·EA/VPP0000H到FFFH单元的指令，EA必须同GND相连接。
需要主要的是，如果加密位1被编程，复位时EA端会自动内部锁存。
端。
当执行内部编程指令时，EA应该接到VCC·XTAL1：振荡器反相放大器以及内部时钟电路的输入端。
·XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
在本次设计中，采用89C51作为CPU处理器，充分利用其硬件资源，结合D 触发器CD4013，分频器CD4060，模拟转换开关CD4051，计数器74LS90等数字处理芯片，主要控制两大硬件模块，量程切换以及显示模块。
下面还将详细说明。
2.4 信号调理及放大整形模块放大整形系统包括衰减器、跟随器、放大器、施密特触发器。
它将正弦输入信号Vx 整形成同频率方波Vo,幅值过大的被测信号经过分压器分压送入后级放大器，以避免波形失真。
由运算放大器构成的射级跟随器起阻抗变换作用，使输入阻抗提高。
同相输入的运算放大器的放大倍数为（R1+R2）/R1，改变R1的大小可以改变放大倍数。
系统的整形电路由施密特触发器组成，整形后的方波送到闸门以便计数。
由于输入的信号幅度是不确定、可能很大也有可能很小，这样对于输入信号的测量就不方便了，过大可能会把器件烧毁，过小可能器件检测不到，所以在设计中采用了这个信号调理电路对输入的波形进行阻抗变换、放大限幅和整形，信号调理部分电路具体实现电路原理图和参数如下图4所示：图42.5 时基信号产生电路：CD4013------双上升沿D 触发器 ，引脚及功能见如下图5：CD4013 由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。
每个触发器有独立的数据置位复位时钟输入和 Q 及Q 非输出。
此器件可用作移位寄存器，且通过将Q 非输出连接到数据输入，可用作计数器和触发器。
在时钟上升沿触发时，加在D 输入端的逻辑电平传送到Q 输出端。
置位和复位或复位线上的高电平完成。
图5 CD4013芯片引脚用功能图CD4060------14位二进制串行计数器，引脚及功能见如下图6： CD4060 由一震荡器和14极二进制串行计数器位组成，震荡器的结构可以是RC 或晶振电路。
CR 为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效，所有的计数器位均为主从触发器 CP1非（和 CP0）的下降沿计数器以二进制进行计数，在时钟脉冲线上使用施密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。
图6 CD4060芯片引脚用功能图时基信号的产生原理：本电路采用32768HZ 晶体震荡器，利用CD4060芯片经过14级分频得到2HZ 的信号（32768/214），在经过CD4013双D 触发器经过二分频得到0.5HZ 的方波，即输出秒脉冲信号使单片机进行计数。
图七 秒脉冲产生电路原理图2.6 显示模块1602基本技术： 1）、主要功能A 、 40通道点阵LCD 驱动;B 、 可选择当作行驱动或列驱动;C 、 输入/输出信号:输出,能产生20×2个LCD 驱动波形;输入,接受控制器送出的串行数据和控制信号,偏压(V1∽V6);D、通过单片机控制将所测的频率信号读数显示出来。
2）、技术参数4）、引脚和指令功能（注:忙标志为"1"时,表明正在进行内部操作,此时不能输入指令或数据,要等内部操作结束,即忙标志为"0"时。
）4.3）指令功能格式:RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0共11种指令:清除,返回,输入方式设置,显示开关,控制,移位,功能设置,CGRAM地址设置,DDRAM地址设置,读忙标志,写数据到CG/DDRAM,读数据由CG/DDRAM。