开题报告-基于AT89S52单片机的简易频率计的设计制作.doc
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选题的依据及意义:
(一)选题依据
随着科学技术的日新月异的发展,各种各样的电子产品也正在逐步向着高精尖技术发展。电子技术广泛的应用于工业、农业、交通运输、航天航空、国防建设等国民经济的诸多领域中,数字电子技术已经广泛渗透到了人们生活的各个层面。在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此频率测量在科技研究和实际应用中的作用很重要。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,而且测量低频信号时不宜直接使用。因此频率测量方法的优化也越来越受到重视。测量频率的方法有很多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。另外,由于把微型计算机的功能引入到了数字仪表,因此测量的数字化、智能化逐渐成为当前测量技术的发展趋势。本课题设计的频率计以AT89S52单片机为核心,具有性能优良,精度高,可靠性好等特点。
频率测试是电子学中最基本的测量之一数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字,显示被测信号频的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号,方波信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中,由于其使用十进制数显示,测量迅速,精度高,显示直观,所以经常要用到数字频率计。 本课题主要研究如何用单片机来设计数字频率计。因为在电子技术中,频率的测量十分重要,这就要求频率计要不断的提高其测量的精度和速度。在科技迅速向前发展,经济全球一体化的社会中,简洁、高效、经济成为人们办事的一大宗旨。在电子技术中这一点表现的尤为突出,人们在设计电路时,都趋向于用尽可能少的硬件来实现,并且尽力把以前由硬件实现的功能部分,通过软件来解决。因为软件实现比硬件实现更容易修改,如简单地修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要容易得多,故基于微处理器的电路往往比传统的电路设计具有更大的灵活性。单片机就属于这一类设计电路,单片机因其功能独特和价格便宜,已在全球有数千种成功的范例,在国内也开发出了充电器、空调控制器、电子定时器、汽车防盗器、卫星接收机以及各种智能仪表等实用产品。频率计也是单片机的一种很重要的应用,价格低廉且具有实际意义。虽然使用逻辑分析仪也可以很好的测量信号的频率等参数,但其价格太昂贵。实现测量的数字化、自动化、智能化已成为各类仪表设计的方向,而由单片机控制的、全自动的、数字显示的频率计就符合这一设计理念。本课题涉及到了电路设计、编写程序、绘制电路图,绘制电路板等多方面的知识。在做该课题的过程中,我对频率计有了更为全面的认识,频率计不但有很多种设计方法,而且不同设计结构的频率计有不同的优点。另外,对于制作频率计的编程方面,虽然C语言和汇编语言我都学过,但都学的不精,而且也没有自己编过程序。
国内外研究现状及发展趋势(含文献综述):
在电子测量领域中,频率测量的精确度是最高的,可达10—10E-13数量级。因此,在生产过程中许多物理量,例如温度、压力、流量、液位、PH值、振动、位移、速度、加速度,乃至各种气体的百分比成分等均用传感器转换成信号频率,然后用数字频率计来测量,以提高精确度。
由于大规模和超大规模数字集成电路技术、数据通信技术与单片机技术的结合,数字频率计发展进入了智能化和微型化的新阶段。其功能进一步扩大,除了测量频率、频率比、周期、时间、相位、相位差等基本功能外,还具有自捡、自校、自诊断、数理统计、计算方均根值、数据存储和数据通信等功能。此外,还能测量电压、电流、阻抗、功率和波形等。
国际国内通用数字频率计的主要技术参数:晶体振荡器的频率稳定度,是决定频率计测量误差的一个重要指标。4输入灵敏度输入灵敏度是指在侧频范围内能保证正常工作的最小输入电压。
20世纪70年代,微电子技术正处于发展阶段,集成电路属于中规模发展时期,各种新材料新工艺尚未成熟,美国仙童(Fairchild)公司研制出世界上第一台单片微型机F8。此时单片机仍处在初级的发展阶段,元件集成规模还比较小,功能比较简单,一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上,它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。
由于当今社会的需要,对信息传输和处理的要求不断提高,对频率的测量的精度也需要更高更准确的时频基准和更精密的测量技术。而频率测量所能达到的精度,主要取决于作为标准频率源的精度以及所使用的测量设备和测量方法。目前,测量频率的方法有直接测频法、内插法、游标法、频插倍增法等等。直接测频的方法较简单,但精度不高。频差倍增法和周期法是一种频差倍增法和差拍法相结合的测量方法,这种方法是将被测信
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