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(终稿)【毕业设计论文】频率计系统设计.doc(最终版) (终稿)【毕业设计论文】频率计系统设计.doc(最终版)

格式:word 上传:2025-07-21 04:33:37
的是种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了种灵活性高且价廉的方案。所以本次设计采用单片机。显示电路这次设计中采用数码管,采用个译码器来控制各个数码管,采用三极管来做上拉电路,使数码显示管有足够的电压进行显示。显示电路由数码管和组成,在本次设计中,由连接数码管的接地端,由此来控制数码管的亮和灭。译码器有三个地址输入端和八个译码输出端,当输入为时,输出端为,其他输出端都为同理可推出其他输出状态,即只有输出变量下标对应的二进制代码与输入代码相等的输出端为,其他的输出端都为。由于单片机输出的显示数据电压不够高,无法直接送到数码管上直接显示,因此需要用个上拉电路来提高输出数据的电压值,以便送到数码管。图显示电路功能仿真及其结果测频软件实现原理测频软件的实现是基于电路系统来进行设计的。本次设计采用的是脉冲定时测频法,所以在软件实现上基本遵照系统的设计原理,进行测频软件设计的基本思路是把要用到的内部存储器的地址运用伪指令标号,方便后面设计中运用跳转到中断程序进行初步数据采集开始主程序,首先判断是否有待测信号,无信号就等待信号,有信号则进行下步判断是否定时到,若没有到达定时,则执行下面的和步得操作,若达到,则执行第步以后的操作判断是否第次,若是,则判断当前的档位是否设置合适,若合适则直接跳转到返回主程序,若不合适,则进入第步调整档位,重新进入中断开始初步计数判断档位是否合适,合适则把测得的数据转换为十进制数据,根据当前的档位相应的调整数位,并取表找到相应的显示数据,然后执行第步操作若上的引脚和功能,也要进行了解在编写程序时,进行模块化设计,以严谨的态度进行编程,避免出现低级,养成为程序添加注释和说明的好习惯,以便自己的修改和阅读者轻松的了解程序的各部分及整体的功能。在本次系统的研究和设计过程中,我得到了老师和同学们的热情帮助。在此,对他们表示衷心的感谢。参考文献李雷等编集成电路应用实验国防工业出版社李雷等编电子技术应用实验教程电子科技大学出版社,李朝青编单片机原理及接口技术北京航空航天大学出版社,徐惠民安德宁等编单片微型计算机原理接口及应用北京邮电大学出版社,河南机电高等专科学校职业技能培训结课大作业频率计系统设计姓名专业班级学号任课教师时间成绩频率计系统设计医电级班孙鹏任课老师石新峰摘要随着电子信息产业的不断发展,信号频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。传统的频率计通常是用很多的逻辑电路和时序电路来实现的,这种电路般运行缓慢,而且测量频率的范围比较小。考虑到上述问题,本论文设计个基于单片机技术的数字频率计。首先,我们把待测信号经过放大整形然后把信号送入单片机的定时计数器里进行计数,获得频率值最后把测得的频率数值送入显示电路里进行显示。本文从频率计的原理出发,介绍了基于单片机的数字频率计的设计方案,选择了实现系统得各种电路元器件,并对硬件电路进行了仿真。关键词单片机,频率计,测量目录概述设计要求总体构思各单元电路的设计和实现功能仿真及其结果编译下载及调试总结与展望参考文献概述随着电子信息产业的发展,信号作为其最基础的元素,其频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要,而且需要测频的范围也越来越宽。传统的频率计通常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,而且测量范围低,精度低。因此,随着对频率测量的要求的提高,传统的测频的方法在实际应用中已不能满足要求。因此我们需要寻找种新的测频的方法。随着单片机技术的发展和成熟,用单片机来做为个电路系统的控制电路逐渐显示出其无与伦比的优越性。因此本论文采用单片机来做为电计的基于单片机的数字式频率计包括波形整形电路分频电路多路数据选择器单片机和显示电路等几个模块。所以本次设计的数字式频率计的电路由以下几块构成由施密特触发器构成的波形整形放大电路由构成的分频电路由四选电路构成的四选电路单片机以及由译码电路三极管上拉电路和八段数码显示电路构成的数码显示电路构。各单元电路的设计和实现信号放大整形电路因为在单片机计数中只能对脉冲波进行计数,而实际中需要测量频率的信号是多种多样的,有脉冲波还有可能有正弦波三角波等,所以需要个电路。把待测信号转化为可以进行计数的脉冲波。该部分由和级高频信号放大电路以及由连接成的施密特触发器组成。其电路如下图所示。图电路图分频电路本次设计采用的是脉冲定时测频法,由于考虑到单片机的定时计数器得计数能力有限,无法对过高频进行测量,所以我们对待测信号进行了分频,这样能提高测量频率的范围,还能相应的提高频率测量的精度。所以我们需要把待测信号进行分频。在本次设计中,因为我们要进行的是十分频百分频,所以我们选用电路,经过正确的连接后就可以进行十分频,进行二次十分频就可以得到分频百次的信号。信号经过分频电路,其频率将减小到原信号的十分之和百分之。其组成电路如下图所示。图组成电路四选电路本次设计需要用到个四选电路,用来选择输入单片机进行计数的待测信号。数据选择器有多个输入,个输出。其功能类似于单刀多掷开关,故又称为多路开关。在控制端的作用下可从多路并行数据中选择路送输出端。是双四选数据选择器,其中有两个四选数据选择器,它们各有四个数据输入端和。个输出端和个控制许可端。系统控制端为低电平有效。当控制许可端时,传输通道被封锁,芯片被禁止输入的数据不能传送出去当控制许可端时,传输通道打开,芯片被选中,处于工作状态,输入的数据被传送出去是地址选择端,两路选择器共用。单片机部分单片机作为控制系统和计数器,是本次设计的最重要的部分,路的控制系统,设计个能测量高频率的数字频率计。用单片机来做控制电路的数字频率计测量频率精度高,测量频率的范围得到很大的提高。设计要求测频方法主要有以下几种脉冲数定时测频法法脉冲周期测频法法脉冲数倍频测频法法脉冲数分频测频法法脉冲平均周期测频法法多周期同步测频法。下面是几种方案的具体方法介绍。脉冲数定时测频法法此法是记录在确定时间内待测信号的脉冲个数,则待测频率为脉冲周期测频法法此法是在待测信号的个周期内,记录标准频率信号变化次数。这种方法测出的频率是脉冲数倍频测频法法此法是为克服法在低频测量时精度不高的缺陷发展起来的。通过倍频,把待测信号频率放大倍,以提高测量精度。其待测频率为脉冲数分频测频法法此法是为了提高法高频测量时的精度形成的。由于法测量时要求待测信号的周期不能太短,所以可通过分频使待测信号的周期扩大倍,所测频率为脉冲平均周期测频法法此法是在闸门时间内,同时用两个计数器分别记录待测信号的脉冲数和标准信号的脉冲数。若标准信号的频率为,则待测信号频率为根据频率的定义,频率是单位时间内信号波的个数,因此采用上述各种方案都能实现频率的测量。但是本次设计的是个用单片机做为电路控制系统的数字式频率计,采用脉冲定时测频法,则在低频率的测量时误差会大些。本次设计由于个人水平有限,因此,本次设计根据需要,采用脉冲定时测频法。总体构思为了得到个高性能的数字频率计,本次设计采用单片机来做为数字频率计的核心控制电路,辅之于少数的外部控制电路。因此本此设计的系统包括信号放大整形电路分频电路单片机和显示电路等。本系统让被测信号经过放大整形后,进入单片机开始计数,利用单片机内部定时计数器定时,在把所记得的数经过相关处理后送到显示电路中显示。其系统框图如图所示。图系统框图由上面的内容可看到,本次七段码十进制计数器位左移移位寄存器总结与展望本次设计的过程和结果都给了我很多感触。在设计的过程中,我方面澄清了先前的些理解,另方面也真正的体会到了书本知识转化为实践时的困难,往往很不起眼的件事情,就是设计的关键,必须得搞清楚。为了查找相关的技术文献资料,我们上网,去学校图书馆查找资料,虽然辛苦点,但是令人欣慰的是学到了书本上学不到的东西,并且掌握了设计的般方法。通过本次设计,对电路的设计和研究有了更深刻的体会让我了解到软件的设计是建立在对硬件了解的基础上的,特别是对单片机的功能,引脚定义和内部结构要有较为详细的了解,此外对电路板中所用到的各个芯为高四位,为低四位进制
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