基于单片机的数字频率计的设计开题报告
基于单片机数字频率计课程设计报告
ABSTRACT
SCM is a semiconductor wafer on the integration of the central processing unit(CPU), memory (RAM/ROM), and all kinds of I/O interface, to study the typicalfunction module based on single chip microcomputer is the comprehensive use ofthe basic theory of scientific knowledge, the important link of practice, has an important influence on the learning skills of students, is to learn to in practice the important significance of excessive, the design of the. The completed design of the circuit of some typical MCU through conception, design, debug, modify theprogram.
第二章 89S51单片机扩展储存器的设计........................................................................... ......3
2.1 系统扩展结构............................................................................................................. .....3
基于51单片机的数字频率计设计
基于51单片机的数字频率计一、实验内容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，采用四位LED数码管动态显示4位数。
测量范围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波。
用单片机实现自动测量功能。
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：设置单片机T1为计数器模式，对输入信号进行计数，T0设置为定时器模式，定时时间为1秒，则计数器所计数值即为被测信号频率。
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。
它以在单位时间内对被测信号上升沿计数的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。
如果被测信号频率超过量程，则有警报灯闪烁。
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。
1.4 频率计性能参数设计量程：0-10KHz波形：方波输入信号电压：5V二、数字频率计的硬件结构设计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，外部还要有电源电路、复位电路、显示器，报警电路等器件，如下图所示：图一数字频率计功能模块2.2 AT89C51单片机引脚说明在本次设计中，采用89C51作为CPU处理器，充分利用其硬件资源，结合数码管，发光二极管，按键开关构成控制及显示模块。
在试验中选用P1.2,P1.3，P1.4端口分别控制数据和时钟信号的输入实现频率的动态显示。
单片机数字频率计开题报告
单片机数字频率计开题报告1. 研究背景在电子领域，频率是一个非常重要的参数。
频率计是一种测量电子信号频率的仪器，广泛应用于通信、电力、无线电以及科学研究等领域。
传统的频率计通常由模拟电路实现，但随着单片机技术的发展，数字频率计逐渐成为主流。
2. 研究目的本文旨在设计并实现一个基于单片机的数字频率计，能够精确测量输入信号的频率，并通过显示器输出结果。
该频率计将有助于提高测量精度、简化操作流程，并具备一定的自动化能力。
3. 研究内容3.1 单片机选择考虑到频率计需要高精度的计数能力，本项目选用Atmel公司的AVR系列单片机作为控制核心。
根据需求分析，选择ATmega328P作为单片机主控芯片。
3.2 信号输入频率计的输入信号需要进行电平转换和滤波处理，以确保测量的准确性和稳定性。
本项目将使用信号调理电路对输入信号进行初步处理，并采用低通滤波器滤除杂散信号。
3.3 计数算法本项目将采用计数器算法来测量输入信号的频率。
通过使用单片机的计数功能，可以实时计数输入信号的周期数，并通过算法将其转化为频率值。
3.4 显示输出为了直观地显示测量结果，本项目将使用液晶显示器作为输出设备。
单片机将通过串行通信协议将测量结果发送给液晶显示器，以实现结果的实时显示。
4. 技术路线4.1 硬件设计根据项目需求和选择的单片机，设计输入信号调理电路和低通滤波器，以及液晶显示电路。
4.2 软件设计编写单片机的控制程序，实现输入信号的读取和处理、计数算法的运算以及输出结果的显示控制。
4.3 系统集成将硬件和软件进行集成测试，验证系统的可行性和稳定性。
5. 预期成果本项目预期能够设计并实现一个基于单片机的数字频率计，具有以下特点和性能：•高测量精度：能够精确测量输入信号的频率，误差控制在可接受范围内。
•简化操作流程：通过单片机控制，实现自动化测量，简化用户的操作流程。
•易扩展性：系统具备一定的扩展性，可以根据实际需求进行功能升级。
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51单片机的频率计设计报告
基于51单片机的频率计设计报告
在该设计报告中，我将介绍基于51单片机的频率计的设计原理、硬件设计和软件设计。
设计原理：
频率计是一种用于测量信号频率的仪器。
基于51单片机的频率计的设计原理是利用单片机的定时计数器来测量输入信号的脉冲个数，然后将脉冲个数转换为频率。
硬件设计：
硬件设计主要包括输入信号的采集电路、计数电路和显示电路。
输入信号的采集电路使用一个比较简单的电路，包括一个电阻和一个电容，用于将输入信号转换为脉冲信号。
计数电路使用单片机的定时计数器来进行计数。
在这个设计中，我们使用TIMER0和TIMER1作为计数器，分别用于测量输入信号的高电平时间和低电平时间，然后将两个时间相加得到一个完整的周期，再根据周期反推频率。
显示电路使用一个LCD模块来显示测量得到的频率。
在这个设计中，我们使用IO口将计算得到的频率发送给LCD模块，通过LCD模块来显示频率。
软件设计：
软件设计主要包括信号采集、脉冲计数和频率计算。
信号采集主要通过定时器的中断来进行。
在采集到一个脉冲之后，中
断程序会使计数器加1
脉冲计数是通过对输入信号高电平时间和低电平时间计数来完成的。
在脉冲计数的过程中，我们需要启动TIMER0和TIMER1，并设置正确的工
作模式和计数值。
频率计算是通过将高电平时间和低电平时间相加得到一个完整的周期，然后再根据周期反推频率来完成的。
最后，将计算得到的频率发送给LCD
模块进行显示。
总结：。
数字频率计设计【开题报告】
开题报告通信工程数字频率计设计一、课题研究意义及现状频率计又称频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，频率测量的原理归结成一句话就是：单位时间内对被测信号进行计数。
在传统的电子测量仪器中，频率计的应用范围越来越广，它不仅可以测量普通的如正弦波信号的频率，在教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域也都有广泛的应用。
示波器虽然可以对信号进行频率测量，但缺点是精度较低，误差较大。
频谱仪虽然有也准确的测量频率和显示被测信号的频谱的优点，但它的测量速度比较慢，比较耗时间，也不能实时精确的捕捉到被测信号频率的变化情况。
但频率计却能够快速精确的捕捉到被测信号频率的变化，所以，频率计在各个重要的领域中被普遍使用到。
例如：在传统的生产制造企业中，频率计被广泛的应用在生产线的生产测试中。
当生产线中有故障的晶振产品时，频率计就可以快速准确的定位到发生故障的那件晶振产品，生产人员就可以及时的采取措施，以确保产品的质量保证。
在计量实验室中，频率计也可以对各种电子测量设备等产品的本地振荡器进行校准。
在无线通讯测试中，就可以用频率计对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。
虽然目前使用的频率计产品很多，但基本上都是采用专用技术芯片（如ICM7240等）和数字逻辑电路组成，由于这些芯片本身的工作频率不高（如ICM7240仅有15MHZ左右），从而限制了产品工作频率的提高，远不能达到在一些特殊场合需要测量很高频率的要求，而且测量精度也收到芯片本身的极大限制。
随着社会的进步、科技的发展，频率计所测量的频率范围极影越来越大，精度也越来越高，但最重要的是如今的频率计已不仅仅是简单的用来测量频率和一些具有周期特性的频率：经过改装，做成数字式脉宽测量仪，就可以测量脉冲宽度；也可以经过改装后做成可以测量电容的数字式电容测量仪；还可以在电路中增加传感器，使之可以测量长度、重量、压力、温度等非电量的测量。
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。
基于单片机的简易数字频率计设计报告
基于单片机的简易数字频率计设计报告课程设计名称：近代电子学实验设计项目名称：简易数字频率计设计专业班级：电子信息科学与技术08级1班图1-2放大整形电路其中，放大部分由集成运算放大器构成的反向比例运算电路实图1-4 显示、锁存电路显示、锁存部分的电路是由6片74LS273和6个7段数码管构目录第一章总论错误！未定义书签。
1.1 项目名称及承办单位 ................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2 编制依据及原则 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.3 主要建设内容 ............................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.4 研究重点 ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.5 研究结论 ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。
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湖南人文科技学院本科生毕业设计档案材料题目（中文）：基于单片机的数字频率计的设计学生姓名：龙小丽学号08417204系部：物理与信息工程系专业年级：电子信息科学与技术2008级指导教师：唐贤健辅导教师：谢莉湖南人文科技学院教务处制一、毕业设计开题报告书（一）选题的根据：1）本选题的理论、实际意义2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解在电子技术中，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非常重要。
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、尖脉冲信号以及其他各种单位时间内变化的物理量，因此它的用途十分广泛。
在传统的生产制造业中，频率计被广泛的应用在生产测试。
用户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，还可以被用来对无线电台的调频信号和频率调制信号进行分析。
本论文主要研究如何用单片机来设计数字频率计。
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, 都趋向于用尽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优点, 如简单地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得多, 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。
单片机就属于这一类设计电路，单片机因其功能独特和廉价已在全球有数千种成功的范例, 在国内也开发出了充电器、空调控制器、电子定时器、汽车防盗器、卫星接收机以及各种智能仪表等实用产品。
频率计也是单片机的一种很重要的应用, 价格低廉且具有实际意义。
虽然使用逻辑分析仪也可以很好的测量信号的频率等参数，但其价格太昂贵。
实现测量的数字化、自动化、智能化已成为各类仪表设计的方向，而由单片机控制的、全自动的、数字显示的频率计就符合这一设计理念。
（二）研究内容：本设计主要是研究基于单片机的数字频率计的设计，能够测量频率范围为10HZ～1KHZ周期性的正弦信号、三角波信号、方波信号的的频率。
本方案以单片机为控制电路，主要分为信号放大电路、信号整形电路、复位电路、晶振电路、显示电路五大部分。
被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被送到信号整形电路整形，把被测的正弦波或者三角波信号整形为方波信号。
利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。
编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。
原理框图如图1所示：图1 系统原理框图（三）研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法、技术路线及实验方案：1、通过查阅资料，确定设计方案及实现的目标，制定详细的实施计划和可行的方案；2、运用最优规划法，分析实际操作中的逻辑合理性和有效性，争取能准确的实现频率计的测频功能；3、软件仿真和调试，运用KEIL软件编译，并在PROTEUS软件中加载程序以成功实现电路的仿真。
可行性分析：本方案以单片机为核心，单片机功能强大，利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数，从而测出信号的频率，并把测出的数据送到显示电路显示。
本设计的晶振电路采用的是12MHZ的晶体，计数速率为1MHZ，输入脉冲的周期间隔为1us。
当定时器/计数器用作计数器时，计数脉冲来自相应的外部输入引脚T0或T1。
当输入信号产生由1至0的跳变（即负跳变）时，计数器的值增1。
由于确认1次负跳变要花2个机器周期，即24个时钟周期，因此外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，所以本设计允许输入的外部脉冲的频率为500KHZ。
因为本设计的显示电路5位有效，定时时间为10s，所以测频范围为10HZ～1KHZ。
所以本设计的方案是可行的。
（四）进度安排和采取的主要措施2011年12月05日选题2011年12月06日—2011年12月29日开题的准备2011年12月30日—2012年03月22日论文初稿准备2012年03月22日—2012年04月25日论文第二稿准备2012年04月26日—2012年05月20日定稿2012年05月20日—2012年05月28日论文答辩（五）主要参考文献[1]何立民.MCS—51单片机应用系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.[2]张毅刚.MCS—51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997.[3]李华.MCS—51系列单片机使用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.[4]钱进.基于AT89C2051的高度精度数字频率计的设计[J].机电产品开发与创新，2007.[5]冯雷星，杨伟，芦燕龙.基于单片机高性价比频率计的设计与实现[J].微计算机信息，2007.[6]赫建国，刘立新，党剑华.基于单片机的频率计设计[J].西安邮电学院学报，2003.[7]张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社[M]，2003.12(1).[8]Gertrude Stein.Control Circuit Design of AC Frequency Conversion Systems for Speed Governing [C]，Proceedings of 4th International Symposium on Test and Measurement(Volume 2)，2001.[9]涂时亮.单片机软件设计技术[M].重庆：科学文献出版社重庆分社，1987.[10]施剑鸣.单片机测频技术及测量精度的提高[C].江苏省计量测试学会2005年论文集，2005.（六）毕业设计开题指导意见：（对选题的评价、研究方案的设计及开题指导意见）课题基于单片机的数字频率计的设计作者姓名龙小丽所属系、专业、年级物理与信息工程系电子信息科学与技术2008级开题时间2011年12月29日预计字数8000指导教师意见：指导教师（签名）：年月日指导小组意见：负责人签名：年月日二、毕业设计成绩评审表（一）指导教师评审用表评价项目评价内容满分指导教师评分选题质量20% 01 选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求 502 题目的难易度 503 题目工作量 504 题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 5能力水平80% 05综合运用知识的能力（涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）1006 应用文献资料的能力 507 实验（设计）能力1008 计算能力（数据运算与处理能力等） 509 外文应用能力 510 计算机应用能力 511对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）1012 插图（或图纸）质量 513 撰写水平1014 实用性与科学性 515 规范化程度（设计栏目合理、SI制的使用等） 516 创见性（只分“有”或“无”） 5总评分：______________ 成绩等级：__________指导教师评定意见：指导教师签名：年月日注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优秀，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为不及格；2.此表用于指导教师对毕业设计成绩的评定。
（二）评阅教师评审用表评价项目评价内容满分评阅教师评分选题质量20% 01 选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求 502 题目的难易度 503 题目工作量 504 题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 5能力水平80% 05综合运用知识的能力（涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）1006 应用文献资料的能力 507 实验（设计）能力1008 计算能力（数据运算与处理能力等） 509 外文应用能力 510 计算机应用能力 511对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）1012 插图（或图纸）质量 513 撰写水平1014 实用性与科学性 515 规范化程度（设计栏目合理、SI制的使用等） 516 创见性（只分“有”或“无”） 5总评分：______________ 成绩等级：__________评阅教师评阅意见：评阅教师签名：年月日注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优秀，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为不及格；2.此表用于评阅教师或专家对毕业设计成绩的评阅。
三、毕业设计答辩记录表答辩会议纪要时间地点答辩主持人职称职务姓名职称（职务）姓名职称（职务）答辩小组成员答辩中提出的主要问题及问题的简要情况记录：记录人：年月日评语：答辩小组意见评定等级：答辩负责人签名：年月日专业系毕业设计工作领导小组意见评语：最终评定成绩等级：（公章）负责人签名：年月日注：毕业设计最终评定成绩根据指导教师评定成绩、评阅教师评定成绩和答辩小组评定成绩综合评定。