基于單片機(jī)技術(shù)的脈沖頻率測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)技術(shù)的脈沖頻率測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)一、選題的目的和意義：頻率測(cè)量是電子測(cè)量系統(tǒng)中的一個(gè)重要參數(shù)，測(cè)量精度的高低對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著密切關(guān)系。而單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)在電子領(lǐng)域應(yīng)用已十分廣泛。為此，本文介紹了以AT89C5倬片機(jī)為核心，充分利用其內(nèi)部資源，采用計(jì)數(shù)、測(cè)周、同步三種測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)連續(xù)脈沖的頻率測(cè)量，并通過(guò)數(shù)碼管顯示被測(cè)脈沖頻率，滿足了不同電子測(cè)量系統(tǒng)對(duì)測(cè)量精度的要求，其中重點(diǎn)分析了同步測(cè)量法。二、選題的依據(jù)：在電子技術(shù)中，頻率是最基本的參數(shù)之一，并且與許多電參量的測(cè)量方案、測(cè)量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此頻率測(cè)量在科技研究和實(shí)際應(yīng)用中的作用益重要。傳統(tǒng)的頻率計(jì)

2、通采用組合電路和時(shí)序電路等大量的硬件電路構(gòu)成，產(chǎn)品不但體積較大，運(yùn)行速度慢，而且測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)不宜直接使用。因此頻率測(cè)量方法的優(yōu)化也越來(lái)越受到重視。測(cè)量頻率的方法有很多種，其中電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率具有精度高、使用方便、測(cè)量迅速，以及便于實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，是頻率測(cè)量的重要手段之一。另外，由于把微型計(jì)算機(jī)的功能引入到了數(shù)字儀表，因此測(cè)量的數(shù)字化、智能化逐漸成為當(dāng)前測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字化處理技術(shù)使得測(cè)量?jī)x器設(shè)備功能完美，但數(shù)字處理的實(shí)時(shí)性受到處理速度的限制，實(shí)時(shí)測(cè)量對(duì)電路的處理速度要求越來(lái)越高，目前的微控處理芯片發(fā)展迅速，出現(xiàn)了諸如DSPFPJA等不同領(lǐng)域的應(yīng)用芯片。將這些芯片應(yīng)用到頻率計(jì)

3、制作當(dāng)中，使頻率計(jì)的測(cè)量精度及速度也得到了很大程度上的提升.其次，為了實(shí)現(xiàn)智能化的電子計(jì)數(shù)測(cè)頻，實(shí)現(xiàn)一個(gè)寬領(lǐng)域、高精度的頻率計(jì)，一種有效的方法是運(yùn)用單片機(jī)測(cè)量頻率。單片機(jī)頻率計(jì)較以往的頻率計(jì)有硬件電路少的優(yōu)點(diǎn)，過(guò)許多用硬件實(shí)現(xiàn)的功能可以通過(guò)單片機(jī)的軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檐浖梢越档皖l率計(jì)的成本，往往只需要增減幾段代碼就可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，同時(shí)也降低了硬件電路設(shè)計(jì)的難度，減少出錯(cuò)率，通過(guò)軟件調(diào)試的方法還可以提高頻率測(cè)量的精度。特別是MCS-51系列單片機(jī)具有體積小，功能強(qiáng)，性能價(jià)格比較高等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等領(lǐng)域。本課題設(shè)計(jì)的頻率計(jì)以89C52單片機(jī)為核心，具有性能優(yōu)

4、良，精度高，可靠性好等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外研究概況：電子計(jì)數(shù)器是一種基礎(chǔ)測(cè)量?jī)x器，到目前為止已有30多年的發(fā)展史。早期，設(shè)計(jì)師們追求的目標(biāo)主要是擴(kuò)展測(cè)量范圍，再加上提高測(cè)量精度、穩(wěn)定度等，這些也是人們衡量電子計(jì)算器的技術(shù)水平，決定電子計(jì)數(shù)器價(jià)格高低的主要依據(jù)。目前這些基本技術(shù)日臻完善，成熟。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)可以輕松地將電子計(jì)數(shù)器的測(cè)頻上限擴(kuò)展到微波頻段。由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字頻率計(jì)都在不斷地進(jìn)步著，靈敏度不斷提高，頻率范圍不斷擴(kuò)大，功能不斷地增加。同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用戶對(duì)電子計(jì)數(shù)器也提出了新的要求。對(duì)于低檔產(chǎn)品要求使用操作方便，量程（足夠）寬，可靠性高，價(jià)格低。當(dāng)今，單片微型計(jì)算機(jī)技

5、術(shù)迅速發(fā)展，由單片機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的計(jì)數(shù)設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)水平的提高。單片機(jī)以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和智能化測(cè)控產(chǎn)品的重要手段。四、研究?jī)?nèi)容：1)了解AT89C51單片機(jī)和數(shù)字頻率計(jì)的基本原理.(2)根據(jù)AT89C51單片機(jī)的基本原理，設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)電路。五、研究方法、技術(shù)路線：利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)某一信號(hào)頻率的測(cè)量，首先需要單片機(jī)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行脈沖采集，即單片機(jī)能準(zhǔn)確識(shí)別的信號(hào)為周期性矩形脈沖信號(hào)，前級(jí)波形整形電路本文不作介紹。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的P3.2、P3.4口作為脈沖信號(hào)采集端口，通過(guò)單片機(jī)

6、對(duì)采集到的脈沖信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，最終由I/O口驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，顯示出被測(cè)信號(hào)頻率。六、預(yù)期結(jié)果：為驗(yàn)證以上三種方案的可行性，本文結(jié)合了Proteus軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真電路圖如圖1所示：八、主要軟硬件設(shè)備、操作環(huán)境要求硬件環(huán)境：硬件設(shè)計(jì)方面采用AT89C5俾片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809寸輸入模擬信號(hào)進(jìn)彳f轉(zhuǎn)換，最后在LED屏顯示出來(lái)；軟件環(huán)境：操作系統(tǒng)Windows7、C語(yǔ)言、Proteus軟件；開(kāi)發(fā)工具：AT89C51單片機(jī)九、論文工作進(jìn)展安排：1、2014.1-2014.2搜集整理資料，了解與論文相關(guān)的背景資料，在老師的指導(dǎo)下行成初步設(shè)計(jì)方案，并在此基礎(chǔ)上完成開(kāi)題報(bào)告。2、2014.3.1-2014315在老師的指導(dǎo)下行完成論文大綱3、2014.3.15-2014.4.15完成論文初稿，并送指導(dǎo)老師審閱。根據(jù)指導(dǎo)老師評(píng)閱情況進(jìn)行論文修改。4、2014.4.15-2014.4.25對(duì)論文初稿進(jìn)行修改和完善。5、2014.4.25-2014.6.10上交定稿論文及完成論文格式審查。6、20146.15-2014.6.20:完成論文答辯及優(yōu)秀畢業(yè)論文推薦工作.十、參考文獻(xiàn)1盧飛躍.基于單片機(jī)的高精度頻率計(jì)設(shè)計(jì)J.電子測(cè)量技術(shù)，2006.29(5)2劉一農(nóng)，羅志會(huì).基于單片機(jī)的高精度頻率測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)J.三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009.31(3)3許