数字频率计的设计论文
【精编完整版】基于单片机的数字频率计的设计毕业论文
目录1频率计的概要和发展动态 (1)2 单片机介绍 (1)2.1单片机的简介和发展 (1)2.2 AT89C51的原理 (2)2.2.1主要特性 (3)2.2.2管脚说明 (3)2.2.3振荡器特性 (4)2.2.4芯片擦除 (4)3 仿真软件protuse的介绍 (5)4系统模块设计 (6)5硬件部分 (6)5.1整形电路 (6)5.2控制电路 (7)5.3显示电路 (8)5.3.1 LCD1602引脚 (8)5.3.2 LCD1602的指令介绍 (8)5.4总体电路图 (9)6仿真结果 (11)6.1仿真结果 (11)6.2结果分析 (11)7 结论 (11)8参考文献 (12)附录 (12)1 keil C51软件介绍 (12)2 程序流程图 (13)3系统源程序 (14)1频率计的概要和发展动态在电子技术中，频率作为基本的参数之一，它与许多电参量的测量方案、测量结果密切相关，因此，频率的测量十分的重要。
在许多情况下，要对信号的频率进行精确测量，就要用到数字频率计。
数字频率计作为一种基础测量仪器，它被用来测量信号（方波、正弦波、锯齿波等）频率，并且用十进制显示测量结果。
它具有测量精度高、测量省时、使用方便等特点。
随着微电子技术和计算机技术的不断发展，单片机被广泛应用到大规模集成电路中，使得设计具有很高的性价比和可靠性。
所以，以单片机为核心的简易数字频率计设计，改善了传统的频率计的不足，充分体现了新一代数字频率计的优越性。
2 单片机介绍2.1单片机的简介和发展单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和IO接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强IO功能及较好的结构兼容性方向发展。
学士学位论文—-频率计设计
摘要本设计采用单片机89S51及相应的输入信号处理电路设计频率测量系统。
设计制作完成了智能能数字频率计。
它主要由信号放大、限幅、整形、测量模块、控制与显示模块组成。
它运用单片机强大的运算能力，克服了一般数字频率计在低频段精度不高的的缺点；采用频率自动分段技术，可自动实现频段间切换，提高响应速度组成。
关键词：周期；频率；单片机AbstractThe system is based on the single-chip microcomputer 89S51,and relevant import circuit of signal processing. It is made up of signal amplification and modify module, limit breadth,measure module, control and display module. It use powerful arithmetical capability of single-chip microcomputer,conquer the disadvantage that the commonly digital cymomeler has not high precision in low-frequency; The system using the technique of auto subsection,that can achieve the switch with the segment of frequency, and heighten the speed of response.Key Words: period frequency single-chip microcomputer设计任务1采用单片机AT89S51及相应的输入信号处理电路设计频率测量系统；输入信号为方波、正弦波，输入电压1~5V；数据显示采用共阳LED数码管4位；具有电源接口，公共地线、电源需加滤波电路；具有上电自检功能。
数字频率计毕业论文
数字频率计毕业论文数字频率计是一种用于测量信号频率的仪器，广泛应用于电子工程、通信工程、无线电技术等领域。
它的原理是通过将输入信号与参考信号进行比较，从而得到信号的频率信息。
本文将从数字频率计的原理、应用以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、数字频率计的原理数字频率计的原理基于周期计数法。
它通过将输入信号与参考信号进行比较，并计算两个信号之间的相位差，从而得到信号的频率。
具体来说，数字频率计将输入信号分成若干个周期，并通过计数器记录每个周期的时间。
然后，通过计算每个周期的时间差，即可得到信号的频率。
二、数字频率计的应用数字频率计在电子工程领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于测量无线电信号的频率。
在通信工程中，我们经常需要测量无线电信号的频率，以确保信号的稳定性和准确性。
数字频率计能够提供高精度的测量结果，使我们能够更好地了解信号的特性。
其次，数字频率计还可以用于频谱分析。
频谱分析是一种将信号分解成不同频率成分的方法，可以帮助我们了解信号的频率分布情况。
数字频率计可以通过测量信号的频率，为频谱分析提供准确的数据支持，从而帮助我们更好地理解信号的特性。
此外，数字频率计还可以用于音频设备的调试和校准。
在音频工程中，我们经常需要调试和校准音频设备，以确保音频信号的准确性和稳定性。
数字频率计能够提供高精度的频率测量结果，为音频设备的调试和校准提供准确的参考。
三、数字频率计的未来发展方向随着科技的不断发展，数字频率计也在不断演进和改进。
未来，数字频率计有望在以下几个方面得到进一步发展。
首先，数字频率计的测量精度将进一步提高。
随着技术的进步，数字频率计的测量精度将得到进一步提升。
高精度的测量结果将使得我们能够更准确地了解信号的特性，为相关领域的研究和应用提供更可靠的数据支持。
其次，数字频率计的测量范围将进一步扩大。
目前，数字频率计的测量范围通常在几十Hz到几GHz之间。
未来，随着技术的发展，数字频率计的测量范围有望进一步扩大，从而能够满足更广泛的应用需求。
论文：智能数字频率计的设计
目录1 前言 (2)2 频率计原理 (3)3 设计思想 (3)4 51单片机系统的硬件连接及调试 (3)5 单元程序的设计 (5)5.1 1s定时 (5)5.2 T1计数程序 (5)5.3 频率数据采集 (6)5.4 进制转换 (6)5.5 数码显示 (8)6 频率计系统总体程序 (10)7 程序的调试 (10)8 结束语 (11)参考文献 (12)智能数字频率计的设计专业：通信工程姓名：赵雷指导教师：万国峰摘要：采用单片机智能控制，结合外围电子电路，设计的智能数字频率计具有测量精度高，频率范围宽，稳定性好的特点，可应广泛用于各种测试场所。
关键词：单片机，控制系统，仿真Abstracts:Intelligent Control of the use of single-chip, combined with the external electronic circuit, design of intelligent digital frequency meter with a measurement of high precision, wide frequency range, stability, good features, can be widely used in a variety of test sites。
Keywords:Single-chip，control systems，simulation1 前言单片机是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。
51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍接受及应用。
51系列及其衍生单片机还会在继后很长一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高速发展的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用是非常重要的。
电赛论文-数字频率计
“瑞萨杯”全国大学生电子设计大赛题目：数字频率计（F题）参赛学校：参赛队员：摘要本设计是基于FPGA的数字频率计，利用Verilog硬件描述语言设计实现了频率计内部功能模块，采用了等精度测量的方法，相比直接测频法和测周法有精度更高的特点。
被测信号由ＤＤＳ产生，经衰减器后得到。
被测信号输入调理采用高速运放OPA657和OPA820对其进行放大，由FPGA进行采样测量，算得频率值后传给单片机，由单片机显示数值及单位。
对于时间间隔的测量，被测信号同样分两路通过OPA657放大电路进行放大，再分别输入FPGA，由FPGA进行时间间隔测量，单片机显示。
发挥部分脉冲信号占空比测量设计同前。
关键词：等精度测量FPGA 单片机高速运放1.系统方案1.1整体系统的论证和选择本系统主要由信源模块、前级运算放大电路模块、控制计数模块、显示模块组成，难点在于高速运算放大器的选择，及控制技术模块的选择。
下面分别论证这两个个模块的选择。
1.2前级电路的论证与选择方案一：采用高速运算放大电路与比较电路，由于比较电路电压翻转较慢，容易产生抖动，导致测量精度不够，实现起来较难。
方案二：采用两级级联高速运算放大电路。
本方案通过使用集成运算放大芯片OPA657搭建两级运算放大电路，使增益达到100倍,当增益达到一定程度后，波形失真，成为正弦波，省去了整形过程，且满足了增益带宽100M 的需求。
综合以上两种方案，选择方案二。
1.3控制计数模块的论证和选择方案一：用硬件电路实现。
使用芯片搭建计数、控制电路模块，实现起来较困难，且效率跟不上，精度不够，不适宜。
方案二：用单片机实现。
用单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和显示输出]。
该方案实现起来比较简单，但是由于单片机的处理频率一般不是很高，易受外部条件的干扰，功耗也高，不适宜。
方案三：利用FPGA实现。
在EDA工具软件平台上以硬件描述语言VHDL 为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合经及逻辑优化与仿真，直到实现既定的电子线路系统功能。
学位论文—基于fpga的数字频率计的设计论文
基于FPGA 的数字频率计的设计2004级电子信息工程专业 何亚军 指导教师 曾技摘要 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，在电子工程、资源勘探等相关应用上，频率计是工程技术人员必不可少的测量工具。
因此，测频原理及方法的研究正受到越来越多的关注。
目前许多高精度的数字频率计都采用单片机加上外部的高速计数器来实现。
但难以提高计数器的工作频率，而且测量的精度不高。
因此采用可编程逻辑器件(FPGA)来实现数字频率计。
应用VHDL 进行自顶向下的设计，即使用VHDL 模型在所有综合级别上对硬件设计进行说明、建模和仿真测试。
通过逻辑综合后，把适配生成的配置文件，通过编程器向FPGA\CPLD 进行下载。
最后进行硬件调试与验证。
本设计的系统除了脉冲整形、显示部分的电路不在可编程电路之中，其余的电路都集成在可编程逻辑器件中。
本设计具有测频范围宽、精度高、可靠性高等优点。
符合现代EDA 设计的要求。
关键词 频率，可编程逻辑器件，电子设计自动化，硬件描述语言1 绪论在电子技术领域内，频率与电压一样，也是一个基本参数。
随着现代科技的发展，时间及频率计量的意义已日益明显。
例如，在卫星发射、导弹跟踪、飞机导航、潜艇定位、大地测量、天文观测、邮电通信、广播电视、交通运输、科学研究、生产及生活等各个方面，都需要对时间及频率的计量，也都离不开对时间及频率的计量。
因此，测频原理及方法的研究正受到越来越多的关注。
目前多用电子计数器测频，它具有测量精度高、速度快、自动化程度高、操作简便、直接显示数字等特点，尤其是与微处理器相结合，实现了程控化和智能化，构成智能化计数器。
目前，电子计数器几乎取代了模拟式测量仪器。
而电子计数器测频法又有两种实现方法：直接计数测频法和等精度测频法。
直接计数测频法只是简单地记下单位时间内周期信号的重复次数，其计数值会有1±个计数误差。
此方法的测量精度主要取决于基准时间和计数器的计数误差。
数显简易频率计设计论文
学校：淄博职业学院班级： P09电气自动化四班姓名：学号：指导教师：2010年10月目录一. 摘要 (3)二设计内容及要求 (4)三. 设计思路及原理 (5)四. 设计分析 (7)1.时基电路 (7)2.逻辑控制电路 (9)3 译码显示电路 (11)4 计数、译码、显示电路原理电路图 (14)5报警系统 (14)五. 使用的元器件 (16)六．参考文献 (17)七．心得体会 (18)八．附录 (19)一．摘要数字频率计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,尖脉冲信号及其他各种单位时间内变化的物理量.本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。
讲述了数字频率计的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。
二 .设计内容及要求要求设计一个简易的数字频率计，其信号是给定的脉冲信号，是比较稳定的。
1.测量信号:方波；2.测量频率范围: 1Hz~9999Hz ; 10KHz~9999KHz;3.显示方式: 4位十进制数显示;4.时基电路由 555 定时器及分频器组成, 555 振荡器产生脉冲信号,经分频器分频产生的时基信号,其脉冲宽度分别为: 1s,0.1s;5.当被测信号的频率超出测量范围时,报警.三. 设计思路及原理数字频率计由四部分组成：时基电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、译码、显示电路。
由555 定时器,分级分频系统及门控制电路得到具有固定宽度T 的方波脉冲做门控制信号,时间基准T称为闸门时间.宽度为T的方波脉冲控制闸门的一个输入端B.被测信号频率为fx,周期Tx.到闸门另一输入端A.当门控制电路的信号到来后,闸门开启,周期为Tx的信号脉冲和周期为T的门控制信号结束时过闸门,于输出端C 产生脉冲信号到计数器,计数器开始工作,直到门控信号结束,闸门关闭.单稳1的暂态送入锁存器的使能端,锁存器将计数结果锁存,计数器停止计数并被单稳2暂态清零. (简单地说就是:在时基电路脉冲的上升沿到来时闸门开启,计数器开始计数,在同一脉冲的下降沿到来时,闸门关闭,计数器停止计数.同时,锁存器产生一个锁存信号输送到锁存器的使能端将结果锁存,并把锁存结果输送到译码器来控制七段显示器,这样就可以得到被测信号的数字显示的频率.而在锁存信号的下降沿到来时逻辑控制电路产生一个清零信号将计数器清零,为下一次测量做准备,实现了可重复使用,避免两次测量结果相加使结果产生错误.) 若T=1s,计数器显示fx=N(T时间内的通过闸门信号脉冲个数) 若T=0.1s,通过闸门脉冲个数位N时,fx=10N,(闸门时间为0.1s时通过闸门的脉冲个数).也就是说,被测信号的频率计算公式是fx=N/T.由此可见,闸门时间决定量程,可以通过闸门时基选择开关,选择T大一些,测量准确度就高一些,T小一些,则测量准确度就低.根据被测频率选择闸门时间来控制量程.被测信号频率通过计数锁存可直接从计数显示器上读出.在整个电路中,时基电路是关键,闸门信号脉冲宽度是否精确直接决定了测量结果是否精确.因此,可得出数字频率计的原理框图如下:四.设计分析IVVII1.时基电路其基本电路图如下:J2Key =它由两部分组成:第一部分为555定时器组成的振荡器(即脉冲产生电路),要求其产生1000Hz的脉冲.振荡器的频率计算公式为:f=1.43/((R1+2*R2)*C),因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了R1取430欧姆,R2取500欧姆,电容取1uF.这样我们得到了比较稳定的脉冲。
数字频率计的设计 毕业设计论文
数字频率计的设计摘要:本论文是一种直接用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波的频率，而且还可以测量其它各种单位时间内变化的物理量的频率。
该频率计是首先将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测频率。
时钟电路提供标准的时间脉冲信号。
闸门电路由标准秒信号进行控制，当闸门信号为高电平时，闸门开通，被测信号的脉冲通过闸门送入计数显示电路进行显示；当闸门信号为低电平时，闸门关断，计数器没有时钟脉冲输出，计数器停止计数。
关键词:频率显示闸门秒信号引言随着无线电技术的发展与普及，“频率”已成为广大群众所熟悉的物理量。
调节收音机上的频率刻度盘可以使我们选听到自己所喜欢的电台节目；调节电视机上的微调旋钮可使电视机对准电视台的广播频率，获得图像清晰的收看效果，这些已成为人们的生活常识。
人们在日常生活、工作中更离不开计时。
学校何时上、下课？工厂几时上、下班等这些都涉及到计时。
频率、时间的应用，在当代高科技中显得尤为重要。
例如，邮电通讯，大地测量，地震预报等等，都与频率、时间密切相关，只是其精密度和准确度比人们日常生活中的要求高得多罢了。
本次设计主要采用计数法制成一个测量范围在0～9999Hz的频率计。
该频率计闸门信号的采样时间为1s，并采用4位数码管显示。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波的频率，而且还可以测量其它各种单位时间内变化的物理量的频率。
一、数字频率计的组成数字频率计电路主要由串联型稳压电源、整形电路、10分频电路、时钟电路、闸门形成及控制电路、计数显示电路等组成。
电路组成框图1-1如下:待测信号整形电路10分频电路闸门形成及控制电路串联型稳压电源时钟电路计数显示电路电路组成框图1-1二、设计所用集成电路简介1.集成电路NE555概述NE555是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路，它常应用于信号的产生与变化、电路的检测与控制。
芯片采用双列直插式封装，有八个管脚。
NE555引脚图2-1和功能如下图2-1引出端功能符号：TR: 置位控置制端，也称电平触发端RD: 复位端，低电平有效Q: 电路的输出端CO: 电压控制端TH: 复位控制端DIS: 放电端Vcc: 电源端GND: 接地脚2.集成电路CD4518概述集成电路CD4518是一个双BCD码加法计数器。
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数字频率计系统设计
一、论文选题的目的和意义
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，并且与许多电参量方案、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。
在数字电路中，数字频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成，计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。
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尤为重要。
测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动等优点，是频率测量的重要手段之一。
为了实现智能化的技术，测频实现宽领域，高精度的频率计，一种有效的方法是将单片机用于频率计的设计中去。
单片机数字频率计以其可靠性高，体积小，价格低，功能全等优点，广泛的应用于各种智能仪器中，这些智能仪器校核以及测量过程的控制中，达到了自动化传统仪器中的开关和按钮被键盘所代替，测试人员在测量时只需按需要按的键，省掉了很多繁琐的人工操作，而采用lcd液晶显示器能够清楚明了的显示出测得的实验数据。
二、国内外关于该论题的研究现状和发展趋势
研究现状：随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。
对于抵挡产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性能搞，低价格。
而对于中高档产品，则要求有高分辨率，高精度，搞稳定度，高测量速率；除通常通用计数器所具有的功能外，还要有数据处理功能，时域分析功能等等，或者包含电压测量等其他功能。
这些要求有的已经实现或者部分实现，但要真正完美的实现这些目标，对于生产厂家来说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了。
由于微电子技术和计算机技术的发展，频率计都在不断地进步着，灵敏度不断提高，频率范围不断扩大，功能不断地增加。
在测试通讯、微波器件或产品时，通常都是较复杂的信号，如含有复杂频率成分、调制的或含有未知频率分量的、频率固定的或变化的、纯净的或叠加有干扰的等等。
为了能正确地测量不同类型的信号，必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。
微波计数器一般使用类型频谱分析仪的分频或混频电路，另外还包含多个时间基准、合成器、中频放大器等。
虽然所有的微波计数器都是用来完成技术任务的，但制造厂家都有各自的一套复杂的计数器的设计、使得不同型号的计数器性能和价格会有所差别，比如说一些计数器可以测量脉冲参数，并提供类似于频率分析仪的频幕显示，对这些功能具有不同功能不同规格的众多仪器。
我们应该视测试需要正确的选择，以达到最经济和最佳的应用效果。
发展趋势：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实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。
现如今，数字频率计已经不仅仅是测量信号频率的装置了，用它还可以测量方波脉冲的脉宽。
在人们的生活中频率计也发挥着越来越重要的作用，比如用数字频率计来监控生产过程，这样可以及时发现系统运行中的异常情况，以便给人们争取时间处理。
除此之外，它还可以应用于工业控制等其它领域。
在传统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量是频率较低，误差较大。
频率仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时的跟踪捕捉到被测信号的频率变化。
正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此频率计拥有非常广泛的引用范围。
在传统生产制造企业中，频率计被广泛应用在产线的生产测试中。
频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出的频率变化，用于通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产
品，确保产品质量。
在计量实验室中，频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。
在无线通讯测试中，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以用来对电台的跳帧信号进行分析。
对于频率计的设计目前也有专用芯片可以实现，如利用MAXIM公司的ICM7240来设计频率计。
但由于这种芯片的计数频率比较低，远不能达到在一些场合需要测量很搞的频率要求，而测量精度也受到芯片本身的限制。
提出的用AT8C52单片机设计频率计的方法可以解决这些问题，实现精度较高、等精度和宽范围频率计的设计。
三、论文的主攻方向、主要内容、研究方法及技术路线
本设计主攻方向为以电子测量中的测频法、测周法、测相差法为基本原理，以相关计数法测频为主要实现手段，以设计高频宽低误差的时间测量系统为目标。
目的在于设计出一个高频宽（0.1Hz~20MHz），低误差（误差精度为）的时间参
数测量系统。
具体实现功能和技术指标如下：
（1）频率测量
a）测量范围信号：方波、正弦波
幅度：0.5～5 V
频率：0.1Hz～10MHz
b）测试误差≤0.01%（最大闸门时间≤10s）
（2）周期测量（技术指标及要求同频率测量）
（3）周期脉冲信号占空比测量
a）测量范围频率：1Hz～15kHz
幅度：0.5～5V
占空比变化范围：10%～90%
b）测试误差≤1％
（4）小信号放大和整形电路
其中，频率测量、周期测量应实现电路实模型及相应软件的设计和调试，对于周期脉冲信号占空比测量应完成仿真电路设计。
四、毕业论文（设计）的进度安排
第一阶段（2月21号~3月11号）：阅读指定的电子测量的教材，详细了解时间参数测量的原理和误差来源，对论文中所涉及的各种测量方案以及测量的实现难点着重研读，打下理论基础。
查找相关资料，基本形成总体设计的框架。
第二阶段（3月12号~3月22号）：选择测量方案，设计出基于电子计数器实现的频率测量系统，了解电子计数器的特性和设计中应注意的事项。
第三阶段（3月23号~4月15号）：熟悉和掌握微处理器彷真平台的应用环境，搭建设计电路，编写测试软件完成对电路的功能与指标的测试和优化。
第四阶段：（4月16号~4月26号）在优化系统设计的同时撰写毕业设计论文。
第五阶段：（4月27号~5月18号）完成毕业设计论文的撰写，上交指导教师和评阅教师，反馈意见后修改论文。
第六阶段：（5月19号~5月25号）检查和修改论文以达到规范化的要求，准备答辩。
五、毕业论文（设计）应收集的资料及主要参考文献
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[3]. 孙焕根 . 电子测量与智能仪器 . 浙江大学出版社. 1992
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[8]. 美Kevin Skahill. 可编程逻辑系统的VHDL设计技术 . 东南大学出版社.1998.9
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指导教师签名：年月日。