基于单片机的数字频率计的设计(毕业设计)课件.ppt

(c) 量程档位为200KHz的仿真结果 * 仿真结果分析 如上图所示，其中图（a）是量程档位为2KHz时的输出结果，该档位由第一个发光二极管控制，单位为Hz，当输入频率小于2KHz时，量程自动选择该档位，则第一个发光二极管亮，低电平有效。图（a）中，设置的输入频率为1960Hz,经仿真后频率为1959Hz，基本精确。图(b)是量程档位为20KHz时的输出结果，该档位由第二个发光二极管控制，单位为KHz，当输入频率大于2KHz小于20KHz时，量程自动选择该档位，则第二个发光二极管亮，低电平有效。图(b)中，设置的输入频率为19660Hz，经仿真后频率为19.64KHz,存在一点误差。图(c)是量程档位为200KHz时的输出结果，该档位由第三个发光二极管控制，单位为10KHz，当输入频率大于20KHz小于200KHz时，量程自动选择该档位，则第三个发光二极管亮，同样低电平有效。图(c)中，设置的输入频率为196660Hz，经仿真后频率为1.964,单位为10KHz，同样存在误差。由仿真结果看出，由该频率计测得的结果并不是完全准确，均存在较小误差，经计算，误差小于0.1﹪，因此结果还算准确，并不会太影响测量精度。 * 系统的优缺点 首先该频率计以单片机AT89C51为核心器件，利用51单片机的T0、T1两个定时/计数器，一个用来定时，另一个用来计数，两者均应该工作在中断方式，一个中断用于1s时间的中断处理，一个中断用于对频率脉冲的计数溢出处理，(对另一个计数单元加一)，此方法可以弥补计数器最多只能计数65536的不足。其次采用三端可调式稳压器LM317设计输出电压可调的电源，得到输出范围为1.28V～21.6V的可调电压，增加了系统的稳定性。另外，应用逻辑门电路将各种输入波形变换为单片机电路所需的方波脉冲信号。通过调试仿真该频率计基本实现了设计的功能要求。 但是本设计的测量范围不大,在1Hz~200KHz之间，而目前的高端频率计最小可以测量到0.001HZ最大可以到几G ，甚至可以达到更高。本设计的电路是比较传统的电路，没有采用先进的高端芯片，使测量的范围和精度都受到很大的限制，对测量范围以外的频率有较低的测量精度，甚至无法测量。对输入电压也有一定的限制，虽然本电路采用了一定的分压措施，但电压还是不能太高，太高就会对CMOS电路造成烧毁。 * 系统改进及扩展 单片机芯片可以采用处理速度更高，接受频率更宽的单片机芯片。显示处理电路采用静态显示，主程序不会因扫描显示器而占用CPU过多的时间，利于显示位数的扩展，易于编程处理。 增加键盘控制 通过按键实现数字频率计的测频率，周期，占空比，脉宽等各项功能。比如：按下1键，单片机的指令执行测频率的程序；按下2键，单片机指令接到测周期命令后，中断测频率的子程序，跳转到测周期的子程序去响应，实现周期的测量；同样，按下3键，可以去测量占空比；按下4键，可以去测量脉宽等等。当按键非常少时，可以采用独立式键盘，编程较简单；当按键数量非常多时，从考虑节约I/O口数目的角度，常采用矩阵式键盘。键盘的扩展是非常方便的。 使用液晶显示器（LCD）进行数据显示 采用LED显示管只能显示0～9和一些简单的英文字母，这使得频率计的功能受到极大的限制，而LCD显示管能够解决LED的不足，增强显示功能。LCD具有体积小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，因此广泛应用于各种仪表设备中去。LCD液晶显示器主要有字符型和点阵型两种。字符型LCD能显示特定的字符，应用在特定的场合，可以代替常用的LED显示器显示和进行其他特殊字符的显示；点阵型LCD则可以以点阵的形式显示字符、图形和汉字，满足各种需要。 * 结论与谢辞 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。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，精确度高，显示直观，会被经常使用到。 通过本次毕业的设计，不但加深我对在课程上所学到的单片机理论知识的认识和理解，重新让自己认识到了这门学科的在应用方面的广阔前景，并且通过知识与应用于实践的结合更加丰富了自己的知识。扩展了知识面，不但掌握了本专业的相关知识，而且对其他专业的知识也有所了解，而且较系统的掌握单片机应用系统的开发过程，因而自身的综合素质有了全面的提高 。 经过这次一个较完整的产品设计和制作过程，对于认识到自己在知识方面存在的不足，明确今后的学习方向是非常有益的，为将来的的就业提前打了下坚实的基础。在设计过程中，得到了我的指导老师的悉心指导与帮助，还有其他老师和同学的