基于单片机的低频弱信号检测
基于MSP430的微弱信号检测装置设计
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波 器 其 实 是一 个 乘 法 器 ， 也可用模拟开关器实现 。 模 拟 开 关 芯 片 ＣＤ ４ ０ ５ ３内部 包 含 三 组 单 刀 双 掷 开 关 ，有 三个 独 立 的数 字 控 制 输 入 端 Ａ、 Ｂ、 Ｃ， 具 有 低 导 通 阻抗 和低 的截 止 漏 电 流 。幅值 为 ４ ～ ２ ０ Ｖ的数字 信号 可控 制峰 一 峰值 至 ２ ０ Ｖ 的 模 拟 信 号 。例 如 若 Ｖ Ｄ Ｄ＝ ＋ ５ ， Ｖ Ｓ Ｓ ＝ ０ ， Ｖ Ｅ Ｅ ＝ 一 １ ３ ＿ ５ Ｖ，则 Ｏ ～ ５ Ｖ的 数 字 信 号 可控 制 一 １ ３ ． ５ － ４ ． ５ Ｖ的模 拟信 号 。这 些 开关 电路 在 整个 Ｖ Ｄ Ｄ— Ｖ Ｓ Ｓ 和 Ｖ Ｄ Ｄ－ Ｖ Ｅ Ｅ电 源 范 围 内具 有 极 低 的 静 态 功 耗 ，与 控 制 信 号 的逻
ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｌ ｏ ｗ ｃ ｏ ｓ ｔ ．
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ ： ｗｅ ａｋ ｓ ｉ ｇｎ ａ ｌ ｄｅ ｔ ｅｃ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｍ ＳＰ４ ３ ０， ａ ｄｄｅｒ ， ｐｈａ ｓ ｅ ｓ ｅｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ
最后通过液晶屏显示出来。
纯 电 阻 分 压 嘲 仪 表 放大 器 带 通 滤 波 器
正 弦波信号 ｒ — 叫器
络
Ｈ 篓 Ｈ 三 ｌ
图 １ 电路 总 框 图
柏 敏 检 波 器
过 零 比 较 器
图 ２ 加 法 器 与 纯 电 阻 电 路 图
辑状态无关 。 当Ｉ ＮＨ输 人 端 ＝ “ １ ， ， 时， 所有通道截止。 控 制输 入 为
51单片机的简易低频信号源
简易低频信号源的设计摘要信号发生器亦称函数发生器，是一种能产生各种函数波形的仪器。
在现代电子学的各个领域，常常需要高精度和频率方便可调的信号发生器。
产生信号频率越高，波形种类越多，发生器的性能越好，但随之而来的是，器件成本和技术要求也会大大提高。
利用单片机通过程序设计方法来产生低频信号，其频率底线很低，具有线路相对简单、结构紧凑、体积小、价格低廉、频率稳定度高、抗干扰能力强、用途广泛等优点。
本次毕业设计设计完成了一个基于单片机控制的低频信号源。
系统主要由单片机控制电路、DA转换电路、键盘控制电路及显示电路构成。
A T89S51单片机用于完成对键盘输入信号的处理以及波形的数字信号的产生，数模转换器DAC0832用于将单片机输出的信号的数字量转换成模拟量，运算放大器LM324将DAC0832输出的电流转换成电压，七段数码管用于显示当前信号的周期，通过键盘按键改变输出的波形和频率，通过电位器调节波形的幅值。
这样便完成了低频信号源的设计，编写软件程序实现了方波、正弦波、锯齿波、三角波的发生和输出，实现了频率可调并显示，幅值可调，通过wave仿真器仿真和示波器显示得到了正确的波形输出。
关键词：低频信号源，单片机，D/A转换，键盘控制THE DESIGN OF SIMPLE LOW-FREQUENCY SIGNALSOURCEABSTRACTSignal generator, also known as a function generator, is a instrument that can produce a variety of function waveform . In all areas of modern electronics, high precision and frequency adjustable signal generator is always required. The higher signal frequency the generator generates,the more waveforms it produces, the better the performance of the generator,.but the accompanying device cost and technical requirements will greatly ing microcontroller programming method to generate low-frequency signals can get low frequency bottom line, with the line is relatively simple, compact structure, small size, low cost, high frequency stability, strong anti-interference ability and other advantages.The graduation project designed a microcontroller-based control, low-frequency signal source. The system mainly consists of single-chip control circuit, the DA conversion circuit, the keyboard control circuit and display circuit. AT89S51 microcontroller is used to complete the generation of digital signal and waveform . DAC0832 is used to convert the digital amount to analogical amount. LM324 is used to convert current to voltage.Segment digital tube is used to display the current signal frequency.We use the keyboard keys to change the output waveform and frequency, a potentiometer to adjust the amplitude of the waveform. Doing all the things above i complete the design of low-frequency signal source,.Then comleting the software programs to achieve a square wave, sine wave, sawtooth, triangle wave.Through wave simulation tools and oscilloscope ,the correct waveform is generated.Key words: low-frequency signal, source single-chip, D / A converter, keyboard control目录1. 绪论............................................................................................................... 错误!未定义书签。
采用单片机技术的脉冲频率测量设计_毕业设计
采用单片机技术的脉冲频率测量设计学生：XX 指导教师：XX容摘要：本文主要介绍利用8051单片机测量脉冲周期和频率的方法、硬件接口电路及相应的软件应用程序。
随着科学技术的发展和进步，越来越多的人对无线电产生了浓厚的兴趣，而单片机对于无线电技术的发展有着不可估量的作用。
本文先介绍了单片机的一些基本的知识，然后介绍频率测量系统的硬件结构，然后再说明脉冲频率测量方法的分类，选择脉冲计数法作为测量的方法。
文章还画出了系统的流程图，使大家可以方便的理解整个过程，然后对测频法进行误差分析，最后通过表格的方式阐述脉冲和频率的关系，由表格可以看出采用单片机技术的脉冲频率测量是非常方便的。
关键词：单片机脉冲频率Pulse frequency measurement design using microcontrollertechnologyAbstract:This paper describes the 8051 to measure the pulse period and frequency, the hardware interface circuit and the corresponding software applications.With the development and progress of science and technology, more and more people had a keen interest in radio .The microcontroller for the development of radio technology have an immeasurable effect. This article first introduces the hardware structure of the frequency measurement system, and then explain the classification of pulse frequency measurement method, select the pulse counting method as the method of measurement. The article also draw a flow chart of the system, we can easily understand the whole process, then the frequency measurement method error analysis, and finally by the way of the table describes the relationship between the pulse and frequency.Keywords:SCM Pulse Frequency目录前言 (1)1 测频系统的工作流程 (1)1.1 测频系统的软件设计 (1)1.2 脉冲频率测量流程图 (1)1.2.1 初始化流程图 (2)2 测频系统的硬件结构 (3)2.1 单片机的介绍 (3)2.1.1 单片机软件特性 (3)2.1.2 单片机硬件特性 (4)2.2 脉冲频率方法的分类 (4)2.3 系统硬件原理图 (4)3 频率测量模块的方法分类和误差分析 (5)3.1 频率测量的方法 (5)3.2 测频法的误差分析 (5)3.2.1 测频法计算公式 (5)3.2.2 测频法测量围 (5)3.2.3 测频法小结 (6)3.3 测周法的误差分析 (6)3.3.1 测周法计算公式 (6)3.3.2 测周法测量围 (6)3.4 其它测频方法简介 (7)3.4.1 谐振法测频的误差分析 (7)3.4.2 比较法测频 (7)3.4.3 示波器测频 (7)4 脉冲数与频率的关系 (7)5 结束语 (7)参考文献 (9)采用单片机技术的脉冲频率测量设计学生：XX 指导教师：XX容摘要：本文主要介绍利用8051单片机测量脉冲周期和频率的方法、硬件接口电路及相应的软件应用程序。
基于单片机的脉搏心率测量仪-参考论文.
摘要脉搏心率测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。
为了提高脉搏心率测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于52单片机的脉搏心率测量仪。
系统以STC89C52单片机为核心，以红外反射式传感器ST188为检测原件，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，由红外反射式传感器ST188感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数，时间由定时器定时而得。
系统运行中能显示脉搏心率次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏心率次数和时间。
经测试，系统工作正常，达到设计要求。
关键词：脉搏心率测量仪；STC89C52单片机；红外反射式传感器AbstractPulse meter in our daily life have got the very extensive application.In order to improve the simplicity and accuracy of the apparatus used to measure the pulse, this topic has designed a pulse measuring instrument based on 52 microcontroller.System with STC89C52 single-chip microcomputer as the core, with original ST188 infrared reflection type sensor for the detection, and use the single chip microcomputer system internal timer to measure time, pulse generated by the reflecting type of infrared sensor ST188 induction, microcontroller pulse is obtained by the pulse accumulation number, time by the timer timing.System can display the pulse frequency and time, the system stops running, can display the total pulse frequency and time.After the test, the system works well, to meet the design requirements.Keywords：The pulse measuring instrument;STC89C52 single-chip microcomputer;The infrared reflection type sensor目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 第1章概述 (1)1.1 选题的背景和意义 (1)1.2 脉搏心率测量仪的发展与应用 (2)第2章脉搏心率测量仪系统结构 (4)2.1 光电脉搏心率测量仪的结构 (4)2.2工作原理 (5)2.3光电脉搏心率测量仪的特点 (5)第3章硬件系统 (7)3.1 控制器 (7)3.1.1 STC89C52 简介 (7)3.1.2 STC89C52 的特点 (7)3.1.3 STC89C52 的结构 (8)3.2脉搏心率信号采集 (10)3.2.1光电传感器的原理 (11)3.2.2光电传感器的结构 (11)3.2.3 光电传感器检测原理 (12)3.2.4信号采集电路 (12)3.3信号放大 (13)3.3.1放大器的介绍 (13)3.3.2 放大电路 (14)3.4 波形整形电路 (15)3.5单片机处理电路 (17)3.6 显示电路 (17)3.6.1 LCD1602 的综述 (19)3.6.2 LCD1602 的结构 (19)3.6.3 LCD1602指令集 (19)3.6.4 脉搏心率测量仪电路原理图 (21)第4章软件系统 (24)4.1 主程序流程： (24)4.2 定时器中断程序流程： (24)4.3 INT中断程序流程： (25)4.4 显示程序流程： (26)4.5 软件说明 (27)第五章抗干扰措施及使用方法 (27)5.1抗干扰措施 (27)5.1.1环境光对脉搏心率传感器测量的影响 (27)5.1.2电磁干扰对脉搏心率传感器的影响 (28)5.1.3 测量过程中运动噪声的影响 (28)5.2测量仪使用方法 (28)第6章系统调试 (30)6.1 系统调试 (30)6.2 系统检验 (31)6.3 误差分析 (32)第七章总结与展望 (34)参考文献 (36)附录 (38)致谢 (44)第1章概述1.1 选题的背景和意义脉搏心率携带有丰富的人体健康状况的信息，自公元三世纪我国最早的脉学专著《脉经》问世以来，脉学理论得到不断的发展和提高。
大学毕业设计_基于单片机的信号产生电路的设计
基于单片机的信号产生电路的设计[摘要]本系统是基于AT89S52单片机的数字式低频信号发生器。
采用AT89S52单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、稳压电路（MC1403）、运放电路（LM324）、按键和LED显示灯电路等。
通过按键控制可产生方波、锯齿波、三角波、正弦波等，同时用LED显示灯指示对应的波形。
其设计简单、性能优良，可用于多种需要低频信号源的场所，具有一定的实用性。
[关键词] 单片机；信号发生器；D/A转换[Abstract] The system is a digital signal generator based on single chip computer. At89s52 is used as a control microcontroller core. The system is composed by digital/analog conversion(DAC0832), regulator circuit(MC1403), imply circuit (LM324) ,button and LED lights .It can generate the square, triangle and sine wave, with LED display. The system can be used for a signal source in the low-frequency signal source. It is very practical.[Keyword] The single chip computer；The signal generator；D/ A conversion目录1.绪论 (1)1.1信号发生器现状 (1)1.2单片机在低频信号发生器中的应用 (1)2.系统设计 (3)2.1系统方案的比较 (3)2.2控制芯片的选择 (3)3.硬件电路的设计 (4)3.1基本原理： (4)3.2单片机的介绍及资源分配： (4)3.3各部分电路原理 (10)4.软件设计 (15)4.1主程序流程图 (16)4.2子程序流程图 (17)5.测试结论 (21)5.1软件仿真结果 (21)5.2硬件测试结果 (23)6.参考文献 (26)附录1元件清单 (27)附录2电路原理图 (28)附录3 程序清单 (29)附录4 PROTEUS仿真系统简介 (33)1.绪论1.1信号发生器现状波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。
基于单片机的频率计设计开题报告
方案一：单片机AT89C52
AT89C52单片机与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。其主要工作特性是：片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；片内数据存储器内含256字节的RAM；具有32根可编程I/O口线；具有3个可编程定时器；中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；具有一个数据指针DPTR；低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；具有可编程的3级程序锁定位；AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；AT89C52最高工作频率为24MHz。
综上所述，两者基本功能相同，同样的晶振频率，STC89C52的速度比AT89C52快，同时STC89C52下载程序方面，直接串口就可以下载，AT89C52需要使用专用的编程器。后者比较流行，前者已经停产了。所以选择方案二的单片机。
液晶显示选用
方案一：数码管显示
数码管是一类显示屏，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期等所有可用数字表示的参数。由于它的价格便宜使用简单，在电器特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。由于发光二极管的余辉效应及人的视觉暂留现象，实际上尽管数码管不是同时点亮，但只要扫描的速度很快，给人的印象就是稳定的显示数据，不会有感觉到闪烁，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗低。
论文题目
基于单片机的频率计设计
一、选题背景和意义
本论文主要研究用单片机来设计的频率计。因为在电子技术中，频率的测量十分重要，这就要求频率计要不断的提高其测量的精度和速度。在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，简洁、高效、经济成为人们办事的一大宗旨。在电子技术中这一点表现的尤为突出，人们在设计电路时，都趋向于用竟可能少的硬件来实现，并且尽力把以前由硬件实现的功能部分，通过软件来解决。因为软件实现比硬件实现具有易修改的特点，如简单的修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要容易的多，故基于微处理器的电路往往比传统的电路设计具有更大的灵活性。
开题报告 低频正弦信号源
本科毕业设计开题报告
题目：基于单片机的低频正弦信号源设计
专题：
院（系）：
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
教师职称：
黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告
填表说明：
1、题目：为选定的题目，不要把专题写入此项
2、专题：如果有专题，填此项，如果没有专题不填此项；
3、院（系）：按二级院系填写（如资源与环境工程学院或外语系）
4、指导教师：如果有两个以上的教师指导，可填老师A/老师B（两位老师必须都为讲师以上职称，否则只填具有讲师以上职称的老师）
5、教师职称：是指指导教师职称，如果有两个以上的教师指导，可填职称A/职称B，老师与职称一定要对应上，前后顺序不能颠倒；
6、题目来源：可填教师科研、假想等，具体参考“毕业设计（论文）题目汇总表”；
7、国内外发展情况：要依据文献资料论述的情况，进行归纳总结提炼，要国内、国外都要涉及到；
8、研究/设计的目标：要由教师给出，与任务书中的一致；
9、时间进程：参见今年具体安排
10、指导教师意见：如果有两位以上的指导教师，并且都具有讲师以上职称，要全部签名。
如果有一人不具有讲师以上职称，则只需具有讲师以上职称的教师签字。
低频相位测量系统的原理
低频相位测量系统的原理
低频相位测量系统的原理主要基于数字信号处理技术，通过测量两个信号之间的相位差来工作。
它通常采用电流耦合、高阻输入方式对轨道电路相位差、相邻区段极性交叉进行检查，以解决相邻区段有车占用时极性交叉无法检查的问题。
该系统的原理具体步骤如下：
1. 首先，低频数字相位测量仪会记录两个信号相差间隔时间内的标频个数（测相计数器），同时也记录下一个周期内的标频个数（测频计数器）。
2. 此后测频和测相计数器处于保持状态，同时送出right信号表明完成测频测相的计数。
3. 单片机读取测频测相计数器中的数据，并进行后续的计算。
4. 单片机完成数据的运算后，将所得数据转化为10进制，送到显示板进行显示。
在CPLD设计中，根据计算，选取测频、测相计数器长度均为19位，在标
频信号为10MHz时，相位测量精度小于1度。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
基于单片机ADC841设计的心电测量仪
ｕ ｓｇ ｅ ｈ ｏ ｅ ｎ ｉｎ ｄ ｂ３＝Ｏｆ． ｅ， ｄ｝ ／ Ｔ ０ ０
ｕ ｓｇ ｅ ｈ ｏ ｅ ｎ ｉｎ ｄ ｃ ａ ｃ ｄ ｒ
目前心 电波检测 系统 有以下几种检测 方法 ： 电容 积心电波法 、 光 液 体耦合 腔心 电传感 器 、 压阻式心 电传感器 以及应变式 心电传 感器。近年 来 ， 电检 测 技 术 在 临 床 医 学 应 用 中 发 展 很 快 ， 主要 是 由于 光 能 避 开 光 这 强烈的电磁 干扰， 具有 很高的绝缘性 ， 且可非侵入地 检测病人各种症 状 信息 。 用 光 电 法 提 取 指 尖 心 电光 信 息 受 到 了从 事 生 物 医 学 仪 器 工 作 的 专家 和 学 者 的 重 视 。本 系 统 设 计 了指 套 式 的透 射 型 光 电传 感 器 ， 现 了 实 光 电 隔 离 ， 少 了对 后 级 模 拟 电 路 的 干 扰 。 减 传 感 器 是 一种 以 一定 的 精 确 度 把被 测 量 转 换 为 与 之 有 确 定 对 应 关 系 的 、 于 应用 的 某 种 物 理 量 的 测 量 装 置 。 便 所用光 电式 传感器 由发光二级 管和光敏 二极管组 成， 工作原 理 其 是： 发光 二 极 管 发 出 的 光 透 射 过 手 指 ， 过 手 指 组 织 的血 液 吸 收 和 衰 减 ， 经 由光 敏 二极 管 接 收 。 由于 手 指 动 脉 血 在 血 液 循 环 过 程 中呈 周 期 性 的 脉 动 变 化 ， 以 它 对 光 的 吸 收 和 衰 减 也 是 周 期 性 脉 动 的 ， 是 光 敏 二 极 管 所 于 输出信号的变化也就反映 了动脉血 的脉动变化 。 １２心电信号拾取电路 ． 红外接 收二极 管在红外光 的照射下能产生 电能 ，单个二极管 能产 生 ０４Ｖ电压 ，． ｍ ． ０５ Ａ电流。Ｂ Ｗ８ Ｐ ３型红外接 收二极管 和 Ｉ ３ Ｒ３ ３型红外 发射二极管工作波长都是 ９ ０ ｍ， 指夹 中， ４ｎ 在 红外接 收二极管 和红外 发 射二极管相对摆放以获得最佳 的指 向特性 。红外发 射二极管 中的电流 越大 ， 发射角度越小 ， 产生的发射强度就越 大。 ０ １０ｎ 是基于红外 Ｒ 选 ０ 接收二极管感应红外 光灵敏度考虑 的。Ｒ ０过大 ， 过红外发射二 极管 通 的电流偏小 ， Ｂ ３型红外接收二 极管无法 区别 有心 电和无心 电时的 Ｐ Ｗ８ 信 号 。 反 之 ， Ｏ过 小 ， 过 的 电 流偏 大 ， 外 接 收二 极 管 也 不 能 准 确 地 Ｒ 通 红 辨 别 有 心 电 和 无 心 电 时 的 信 号 。 当 红 外 发 射 二 极 管 发 射 的 红 外 光 直 接 照 射 到 红 外 接 收 二 极 管 上 时 ，Ｃ Ｂ的 反 相 输 入 端 电 位 大 于 同 相 输 入 端 Ｉ１ 电位 ， 为… 。 ｖｉ ０’当手指处于测量位置时 ， 出现二种情况 ： 会 一是 无脉期。 虽然手指遮挡了红外发射二极管发射 的红外光 ， 是 ， 但 由于红外接 收二 极管中存在暗电流 ， 仍有 ｌ Ａ的暗电流会 造成 ｖ 电位略低 于 ２５Ｖ。 ｉ ． 二 是有脉期。当有跳动的心电时 ， 脉使手指透光性 变差 ， 血 红外接 收二极 管中的暗电流减小 ，ｉ Ｖ 电位 上 升 。 １３信 号 采 集 及 处 理 系 统 ． 由于 光 电 心 电 波 属 于 缓 慢 变 化 的 微 弱 生 理 信 号 ， 噪 比低 ， 易 受 信 极 到 环 境 噪 声 和 肢 体 运 动 的 干 扰 。传 统 的 光 电心 电 波 信 号 检 测 电路 都 采 用高增益放大器 ， 以获 得 较 高 的 检测 灵 敏 度 ， 种设 计 思 路 导 致 了 检 测 这 信号动态范围缩小 ， 在受到运动 干扰时 ， 将导致 由于干扰信号 而带来 的 光电心电波信号检 测的饱 和失真 。 本系统采用过采样技术 ， 过对 信号 通 的高速采样来提高采样精 度 ， 当于用 高分辨率 的 Ａ 相 ＤＣ对信号进行 模 数转 换 ， 到 了 提 高信 噪 比并 改 善 动 态 范 围 的效 果 。因此 本 系统 对 经 过 达 光电转换后 的信号进行模 数转换而不需 要任何信号调 理（ 放大和滤波 ）
基于单片机的频率计的设计
基于单片机的频率计的设计一、频率计的基本原理频率是指单位时间内信号周期性变化的次数。
频率计的基本原理就是在一定的时间间隔内对输入信号的脉冲个数进行计数，从而得到信号的频率。
常用的测量方法有直接测频法和间接测频法。
直接测频法是在给定的闸门时间内测量输入信号的脉冲个数，计算公式为：频率＝脉冲个数／闸门时间。
这种方法适用于测量高频信号，但测量精度会受到闸门时间和计数误差的影响。
间接测频法是先测量信号的周期，然后通过倒数计算出频率。
其适用于测量低频信号，但测量速度较慢。
在实际设计中，通常会根据测量信号的频率范围选择合适的测量方法，或者结合两种方法来提高测量精度和范围。
二、系统硬件设计1、单片机选型在基于单片机的频率计设计中，单片机是核心控制部件。
常用的单片机有 51 系列、STM32 系列等。
选择单片机时需要考虑其性能、资源、价格等因素。
例如，对于测量精度和速度要求不高的应用，可以选择51 单片机；而对于复杂的系统，可能需要选择性能更强的 STM32 单片机。
2、信号输入电路为了将输入信号接入单片机，需要设计合适的信号输入电路。
一般需要对输入信号进行放大、整形等处理，使其成为标准的脉冲信号。
常见的整形电路可以使用施密特触发器来实现。
3、显示电路频率计的测量结果需要通过显示电路进行显示。
常用的显示器件有液晶显示屏（LCD）和数码管。
LCD 显示效果好，但驱动较为复杂；数码管显示简单直观，驱动相对容易。
4、时钟电路单片机需要一个稳定的时钟信号来保证其正常工作。
时钟电路可以采用外部晶振或内部振荡器，根据系统的精度和稳定性要求进行选择。
5、复位电路为了确保单片机在系统启动时能够正常初始化，需要设计复位电路。
复位电路可以采用上电复位和手动复位两种方式。
三、系统软件设计1、主程序流程系统启动后，首先进行初始化操作，包括设置单片机的工作模式、初始化显示、设置定时器等。
然后进入测量循环，等待输入信号，在给定的闸门时间内进行计数，并计算频率，最后将结果显示出来。
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摘要微型计算机简称微机，由于其具备人脑的某些功能，所以也俗称微电脑，是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机，典型的微型计算机包括运算器、控制器、储存器、输入输出接口四个部分。
如果把运算器与控制器封装在一小块芯片上，则称该芯片为微处理器。
如果将它与大规模集成电路制成的储存器、输入输出接口印制在电路板上臃肿线连接起来，就构成了微型计算机。
把微型计算机集成在一个芯片上就构成了单片微型计算机，即单片机。
从Intel公司于1971年生产的第一片单片机开始，单片机就开创了电子应用的智能化新时代。
单片机以其高性价比和灵活性牢固的树立了在嵌入式系统中的霸主地位。
如今，单片机已经渗透到我们生活中的各个领域。
大到导弹的导航装置，飞机上的仪表控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程控制，小到职能IC卡，摄像机，照相机，全自动洗衣机，玩具汽车，电子宠物都离不开单片机的身影，更不用说控制领域的机器人，智能仪表，医疗器械了。
因此，单片机的学习，开发，应用将造就一大批的计算机应用与智能化控制的科学家和工程师。
基于单片机的测频系统设计，在现实生活中有着广泛的应用。
以信号发生器作为模拟输入，以运算放大器作为放大电路和过零比较器，通过施密特反相器的整形后输出一个标准的矩形波信号。
把输出信号接在单片机的外部中断引脚上，通过测量信号在一定时间内下降沿的次数来检测信号的频率，得到的频率数值经过单片机的处理，正确显示在数码管上。
关键词：单片机；运算放大器；反相器目录1 绪论 (1)2 设计要求 (2)2.1 课程设计的目的及意义 (2)2.2 课程设计的任务与要求 (2)2.2.1 设计任务 (2)2.2.2 设计要求 (2)2.3 课程设计的技术指标 (2)3 系统硬件设计 (3)3.1 AT89C51单片机简介 (3)3.1.1 AT89C51内部原理 (3)3.1.2 AT89C51管脚功能 (4)3.2 LM324运算放大器简介 (5)3.3 数码管显示电路简介 (6)3.4 系统原理图设计 (8)4 系统软件设计 (9)4.1 测频原理 (9)4.2 软件流程图 (10)4.3 程序代码 (10)5 系统仿真结果 (13)5.1 仿真结果 (13)5.2 结果分析 (14)6 总结 (15)致谢 (16)参考文献 (17)1 绪论频率是电子技术中最基本的参数，频率测量是电子测量领域最基本的测量之一，并且与许多电参量的测量都有着十分密切的关系。
频率信号抗干扰性强，易于传输，可以获得较高的测量精度。
随着数字电子技术的发展，频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要，频率测量方法的优化也越来越受到重视。
传统的频率计通采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品不但体积较大，运行速度慢，而且测量低频信号时不宜直接使用。
现在单片机迅速发展速度非常迅速，采用单片机和相关硬软件实现频率测量，不但测量精度高，而且无常也很小。
除此之外单片机也广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。
广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
利用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化。
且功能比起采用电子或数字电路更加强大用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化管现在的家用电器基本上都采用了单片机控制。
从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备等。
现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件。
现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制。
从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话、集群移动通信、无线电对讲机等。
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛。
例如医种分析仪、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
2 设计要求2.1课程设计的目的及意义1.课程设计是要完成给定课题的设计任务，根据题目要求进行电路设计，通过调试仿真和硬件调试验证达到课题所要求的各项技术指标。
2.通过课程设计掌握单片机系统电路的设计方法，培养分析问题和解决问题的能力。
3.掌握proteus仿真软件和Keil uVision编程软件的应用。
4.了解单片机接口技术及其工作原理。
2.2课程设计的任务与要求2.2.1 设计任务用过零检测法，结合单片机技术，对低频弱信号做测频检测，并将估计值输出显示。
2.2.2设计要求1．认真分析和领会课程设计题目含意，查阅和运用相关技术资料，提倡独立思考，锻炼动手能力。
2．仔细观察实验现象，认真做好实验记录，要准确、规范、独立地完成实验内容,自觉培养严谨求实的科学作风。
3．认真完成课程设计论文（应包含电路图、元器件清单、仿真调试及验证结论、设计总结等内容）。
2.3课程设计的技术指标采用信号发生器作为模拟输入，输入幅度为21mV,测频范围：0～210Hz，显示精度为小数点后1位。
3系统硬件设计3.1 AT89C51单片机简介3.1.1 AT89C51内部原理51系列单片机的内部功能可由图3.1所示的框架来描述。
图3.1 51系列单片机内部组成功能图1.中央处理器CPUCPU又称微处理器，或中央处理器，是单片机的核心部件，它决定了单片机的主要功能特性。
CPU负责控制、指挥和调度整个系统单元协调工作，完成运算和控制输入输出功能。
CPU就像人的大脑一样，决定了单片机的运算能力和出理速度。
2.程序存储器ROMROM是只读存储器的简称，是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器，用来存放用户程序，可分为EPROM、EEPROM、MaskROM、OTP ROM和Flash ROM等。
3.随机存储器RAMRAM是随机存储器的简称，用来存放运行程序的地址和数据，由于RAM的制造工艺复杂，价格比ROM高得多。
当电源关闭时RAM不能保留数据。
如果需要保存数据，就必须把它们写入静态随机存取存储器（例如硬盘）。
RAM和ROM相比，两者的最大区别是RAM在断电以后保存在上面的数据会自动消失，而ROM不会动消失，可以长时间断电保存。
4.可编程并行输入输出I/O口可编程并行输出口通常作为独立的双向I/O口使用，既可作为输入方式，又可作为输出方式，通过软件设定实现。
I/O口是单片机的重要资源，也是衡量单片机功能的重要指标。
5.定时计数器T/C定时/计数器用于单片机内部精确定时或对外部信号或脉冲计数，通常单片机内部有多个定时计数器。
6．中断系统中断系统使技术安吉的重要组成部分。
实时控制中往往用到中断系统，计算机与外部设备传送数据及实现人机联系时要用到中断系统。
7.时钟电路单片机通常需要外接石英晶振或其他振荡源提供时钟信号输入，也有的使用内部RC 震荡器。
3.1.2 AT89C51管脚功能51系列单片机最常用的是40引脚集成电路芯片，由于单片机是一个芯片，体积较小，为了增其功能，许多引脚具有两个功能，其引脚功能如下图所示。
图3.2 单片机引脚功能图1.主电源引脚Vcc（40脚）：接+5V电源；Vss（20脚）：接数字电路地。
2.外接晶体引脚XTAL1（19脚）：接石英晶体一端；XTAL2（18脚）：接石英晶体另一端。
3.输入输出引脚P0口（32-39脚）：P0.0-P0.7统称为P0口，是一组8位漏极开路型双向型I/O口，也是地址/数据复用总线。
P1口（1-8脚）：P1.0-P1.7统称为P1口，是一组带内部上拉电阻的8位准双向I/O 口。
P2口（21-28脚）：P2.0-P2.7统称为P2口，是一组带上拉电阻的8位双向I/O口。
在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256B时，P2口用作8位地址总线。
P3口（10-17脚）：P3.0-P3.7统称为P3口，是一组带内部上拉电阻的8位双向I/O 口。
除此之外，还可以将每一位用作第二功能。
4.控制信号引脚RET/VPD（9脚）：该引脚为单片机的上电复位端或掉电保护段。
ALE（30脚）：地址锁存有效信号输出端，高电平有效。
EA/Vpp（31）：片外程序存储器选用段，低电平有效。
高电平时选用片内程序存储器。
3.2 LM324运算放大器简介LM324是单电源四路集成运算放大器，具有真正的差分输入。
它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。
图3.3 LM324集成运放管脚图它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用左图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“V o”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
LM324的引脚排列见图3.3右。
由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。
当用作反相交流放大器时，电路图如图3.4所示，此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。
电路无需调试。
放大器采用单电源供电，由R1、R2组成1/2V+偏置，C1是消振电容。
放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。
负号表示输出信号与输入信号相位相反。
按图中所给数值，Av=-10。
此电路输入电阻为Ri。
一般情况下先取Ri与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定Rf。
Co和Ci为耦合电容。
图3.4 反向交流放大器3.3 数码管显示电路简介如图3.5所示，数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。
数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多一个小数点（DP）这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容；按能显示多少个（8）可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管。
按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。