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摘 要：本文介绍了以单片机为控制核心的频率计设计方案，硬件部分主要包括STC89C52单片机系统、74LS14施密特触发电路、74LS60计数扩频电路和无线通讯等电路。利用单片机自带计数器对输入脉冲计数，采用科学技术法显示测量频率。可有效显示准数字，并可测量不同波形的频率。
关键词：单片机控制；频率计；施密特触发器；扩频；科学技术法。
Design of Frequency meter
Abstract: This paper introduces a microcomputer to control the core of the frequency meter design, the hardware part includes the STC89C52 single chip microcomputer system, 74LS14 Schmidt trigger circuit, count of 74LS60 spread spectrum circuit and the wireless communication circuit. Using single chip computer to its own counter count of the input pulses, using science and technology display frequency measurement. Can effectively display the accurate digital, and can measure different waveform frequency.
Key words: SCM control; frequency meter; Schmidt trigger; frequency spread; science and technology law;
目 录
1 背景与意义 1
2 本设计的任务和基本要求 1
3 数字频率计的总设计 2
3.1数字频率计的设计方案 2
3.2数字频率计系统的硬件设计框图 2
3.2.1 显示方案的选择 3
3.2.2信号预处理电路 3
3.2.3 单片机电路 4
3.2.4 数据显示电路 5
3.3 数字频率计系统的软件设计 5
3.3.1设计思想与处理方法 6
3.3.2 数据处理过程 6
3.3.3 实测结果和误差分析 7
4 系统硬件最终电路图 9
4.1总体电路原理图 9
4.2 总体电路PCB图 9
5 系统软件最终设计 10
5.1 总体软件框图 10
5.1.1各模块程序设计 10
5.1.2 数据显示程序 13
6 系统调试与测试 14
6.1 硬件电路的调试 14
6.2 软件与硬件的联调 15
7 设计总结 15
致 谢 16
参考文献 17
附录 17
附录A：电路图 17
附录B：实物图 17
附录C：程序清单 17
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设计总结
在设计过程中也存在些问题，具体问题和解决办法如下：
1、频率计量程切换：考虑到系统的灵敏度与精度问题，量程自动转换的过程可由频率计测量量程的高端端计数闸门不需要太宽 , 例如在 10. 0 KHz -9919 KHz 频率范围 ,计数闸门宽度为 10mS 即可。频率计每个工作循环开始时使用计数方法实现频率测量 ,并使计数闸门宽度为最窄 ,完成测量后判断测量结果是否具有 3 位有效数字 ,如果成立 ,将结果送去显示 ,本工作循环结束;否则将计数闸门宽度扩大10 倍 ,继续进行测量判断 ,直到计数闸门宽度达到1s ,这时对应的频率测量范围为 100Hz - 999Hz。如果测量结果仍不具有 3 位有效数字 ,频率计则使用定时方法实现频率测量。定时方法测量的是待测信号的周期 ,这种方法只设一种量程 ,测量结果通过浮点数运算模块将信号周期转换成对应的频率值 ,再将结果送去显示。这样无论采用何种方式 ,只要完成一次测量即可 ,频率计自动开始下一个测量循环 ,因此该频率计具有连续测量的功能 ,同时实现量程的自动转换。开始。由于只显示 3 位有效数字 ,在测量量程的高。
2、界面设计模块：在界面设计模块上，首先遇到读数问题，软件不易管理的情况，导致读数错误的情况。解决措施：软件设计采用科学计数法，即有效数字乘以 10 为底的幂。这里设计的频率计用 5 位数码管显示测量结果:前 3 位为测量结果的有效数字;第 4 位为指数的符号;第 5 位为指数的值。采用这种显示格式既保证了测量结果的显示精度 ,又保证了测量结果的显示范围(0. 100Hz - 9. 99MHz)。
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