基于51单片机数字频率计设计.pdf

《单片机技术》课程设计说明书 数字频率计 学 院： 电气信息与工程学院 学生姓名： 指导教师： 职称/学位 专 业： 自动化 班 级： 自动化 1804 学 号： 完成时间： 2020 年 11 月 摘 要 数字频率计又称为数字频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的 电子测量仪器，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 能是测量矩形波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。研究数字频率计的设 计和开发，有助于频率计功能的不断完善、性价比的提高和实用性的增强。本课 程设计是一个基于单片机技术的数字频率计，可以测量矩形波的频率、周期、脉 冲宽度和占空比。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。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和定时，编 写相应的程序使单片机把测出的数据送到显示电路显示。本设计以STC89C52单 片机为核心,应用单片机的算术运算和控制功能,并采用LCD1602液晶显示屏将 所测数据显示出来。系统结构简单，可操作性强，能够满足一般情况的需要。本 设计数字频率计系统既能保证系统的数据精度，又具有较强的可观性。 关键字 ：数字频率计；单片机；计数器；定时器； LCD1602液晶显示 目 录 1 设计课题任务、功能、性能要求说明及总体方案介绍1 1.1 设计课题任务1 1.2 功能、性能要求说明1 1.3 设计课题总体方案介绍及工作原理说明1 2 设计课题硬件系统的设计4 2.1 设计课题硬件系统各模块功能介绍4 2.2 设计课题电路原理图、PCB布局图和实物图7 2.3 设计课题元器件清单8 3 设计课题软件系统的设计8 3.1 设计课题使用单片机资源的情况8 3.2 设计课题软件系统各模块功能介绍8 3.3 设计课题软件系统程序流程框图9 3.4 设计课题软件系统程序清单10 4 设计课题操作使用说明、测试过程、误差分析、设计结论、设计体会...11 4.1 设计课题的操作使用说明11 4.2 设计课题的测试过程12 4.3 设计课题的误差分析17 4.4 设计课题的设计结论、设计体会17 参考文献18 致谢19 附 录20 附录一 电路原理图20 附录二 PCB布局图21 附录三 实物图22 附录四 元器件清单23 附录五 程序清单24 1 设计课题任务、功能、性能要求说明及总体方案介绍 1.1 设计课题任务 设计一个能够测量周期性矩形波信号的频率、周期、脉宽和占空比的频率计。 频率计的硬件系统要求包含单片机最小系统模块、供电模块、显示模块和键盘模 块。频率计的软件系统要求包含系统监控程序模块、显示程序模块、键盘程序模 块 、频率测量程序模块、周期测量程序模块、脉宽测量程序模块和占空比测量 程序模块。 1.2 功能、性能要求说明 功能要求：该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符 “P.”， 进 入测量准备状态。按频率测量键则测量频率；按周期测量键则测量周期；按脉宽 测量键则测量脉宽；按占空比测量键则测量占空比。 性能要求：被测信号频率范围：10Hz至500KHz。 1.3 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 1.3.1 硬件设计方案 本数字频率计硬件设计主要由单片机、LCD1602显示电路、键盘电路等电路 构成，硬件设计电路总体方案如图1.1所示。 图1.1 硬件设计方案图 1 1.3.2 软件设计方案 本数字频率计软件设计包含KEI