基于单片机的频率计设计.doc

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[摘要]本设计采用的是脉冲宽度测量法实现对频率的测量，采用了MCS-51系列的单片机AT89C51和五个硬件电路。单片机片内有两个独立的16位定时计数器,对被测信号进行分频后送入单片机,由单片机内部时钟12分频的脉冲信号对其测量,将测量的结果,经过运算后通过LED数码管显示出来。本文设计的频率计就是基于上述设计思路，实现测量的数字化、自动化、智能化。
[关键词]数字频率计；频率测量；周期测量；单片机控制

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目录

TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc335142303"前言 PAGEREF_Toc335142303\h1
HYPERLINK\l"_Toc335142304"1测量频率的方案及基本原理 2
1.1数字频率计的测量方案选取HYPERLINK\l"_Toc335142305" 2
HYPERLINK\l"_Toc335142306"1.2测量频率的基本原理 2
HYPERLINK\l"_Toc335142307"2频率计的整体设计思想及设计框图 4
HYPERLINK\l"_Toc335142308"2.1系统总体设计要求 4
HYPERLINK\l"_Toc335142309"2.2设计思想 4
HYPERLINK\l"_Toc335142310"3系统的实现 5
HYPERLINK\l"_Toc335142311"3.1硬件系统的组成 5
HYPERLINK\l"_Toc335142318"3．2软件系统的设计 PAGEREF_Toc335142318\h10
HYPERLINK\l"_Toc335142321"4被测信号的频率范围及其误差分析 PAGEREF_Toc335142321\h13
HYPERLINK\l"_Toc335142322"4.1频率运算的基本方法 PAGEREF_Toc335142322\h14
HYPERLINK\l"_Toc335142323"4.2同步计数计时法 PAGEREF_Toc335142323\h16
HYPERLINK\l"_Toc335142324"4.3连续采样的两种方法及其误差分析 PAGEREF_Toc335142324\h17
HYPERLINK\l"_Toc335142325"4．4所测频率最大值fxmax PAGEREF_Toc335142325\h22
HYPERLINK\l"_Toc335142326"4．5所测频率最小值fxmin PAGEREF_Toc335142326\h22
HYPERLINK\l"_Toc335142327"5结论 PAGEREF_Toc335142327\h23
HYPERLINK\l"_Toc335142328"参考文献 PAGEREF_Toc335142328\h24
陕西理工学院课程设计

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前言
频率计是一种基础测量仪器，到目前为止已有30多年的发展史。一直以来，人们对频率计的特性主要有如下需求：（1）足够宽的频率测量范围；（2）高精度和高分辨率。精度是指测量的准确程度，即仪器的读数接近实际信号频率的程度，精确度越高测量越准确。分辨率表明很小的变化都能在仪器上显示出来，高分辨率可快速测出更小的漂移值和不稳定值。长期以来，人们测量频率的方法有两大种类：直接测量频率法，间接测量频率法。直接测量就是依据频率的定义对被测信号进行测量，即是单位时间内（通常是一秒）发出的脉冲个数，直接测量频率法在低频误差较大，不能满足设计要求。间接测量频率法有多种，较常用的是周期测量频率法和脉冲宽度测量法，实际上周期测量和脉冲测量方法基本相同，本论文就是用的脉冲宽度测量法实现对频率的测量，他的特点是测量迅速、灵敏，结构简单，精度高，误差小。
单片机是一门发展极快,应用方式极其灵活的使用技术。它以灵活的设计、微小的功耗、低廉的成本,在数据采集、过程控制、模糊控制、智能仪表等领域得到广泛的应用。微电子技术和计算机技术的飞速发展,使得现代电子系统的设计和应用进入了一个全新的时代。高性能但结构简单的电子技术产品已经成为了市场的主体。
频率的测量在生产和科研部门中经常使用,频率计在教学、科研、仪器测量