"基于51单片机的数字频率计的设计" 基于51单片机的数字频率计的设计是电子测量中最基本的测量之一。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。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。 频率计的发展与应用在我国,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。 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”。被测信号,通过输入通道的放大器放大后,进入整形器加以整形变为矩形波,并送入主门的输入端。由晶体振荡器产生基于51单片机的数字频率计的设计的基频,按十进制分频得出的分频脉冲,经过基选通门去触发主控电路,再通过主控电路以适当的编码逻辑便得到相应的控制指令,用以控制主门电路选通被测信号所产生的矩形波,至十进制计数电路进行直接计数和显示。 频率计系统设计共包括五大模块:单片机控制模块、电源模块、放大整形模块、分频模块及显示模块。各模块作用如下: 1. 单片机控制模块:以AT89C51单片机为控制核心,来完成它待测信号的计数,译码,和显示以及对分频比的控制。利用其内部的定时/计数器完成待测信号周期/频率的测量。 2. 电源模块:为整个系统提供合适又稳定的电源,主要为单片机、信号调理电路以及分频电路提供电源,电压要求稳定、噪声小及性价高的电源。 3. 放大整形模块:放大电路是对待测信号的放大,降低对待测信号幅度的要求。整形电路是对一些不是方波的待测信号转化成方波信号,便于测量。 4. 分频模块:考虑单片机外部计数,使用12 MHz时钟时,最大计数速率为500 kHz,因此需要外部分频。分频电路用于扩展单片机频率测量范围,并实现单片机频率测量使用统一信号,可使单片机测频更易于实现,而且也降低了系统的测频误差。 5. 显示模块:显示电路采用四位共阳极数码管动态显示,为加大数码管的亮度,使用4个PNP三极管进行驱动,便于观测。 本设计的频率计系统设计有单片机控制模块、电源模块、放大整形模块、分频模块及显示模块等组成,频率计的总体设计框图如图2所示。微控制器AT89S52信号放大整形分频电路驱动电路数码管等组成。
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