15-基于51单片机的数字频率计设计

具体实现功能

系统由STC89C52单片机+信号输入+74HC14整形电路+74HC390分频电路+LCD1602显示模块+电源构成。

具体功能:

1、能测出正弦波、三角波或方波等波形的频率;

2、频率的测量范围为1Hz—20MHz,且能检测幅度最小值为1Vpp的信号;

3、通过LCD1602液晶显示屏显示检测到的即时频率数值(最多8位数,单位为Hz)。

设计背景

在电子测量领域中,频率测量的精确度是最高的。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。

国际上数字频率计的分类很多。按功能分类,因计数式频率计的测量功能很多,用途很广。所以根据仪器具有的功能,电子计数器有通用和专用之分。一、通用型计数器:通用型计数器是一种具有多种测量功能、多种用途的万能计数器。它可测量频率、周期、多周期平均值、时间间隔、累加计数、计时等;若配上相应插件,就可测相位、电压、电流、功率、电阻等电量;配上适当的传感器,还可进行长度、重量、压力、温度、速度等非电量的测量。二、专用计数器:专用计数器指专门用来测量某种单一功能的计数器。如频率计数器,只能专门用来测量高频和微波频率;时间计数器,是以测量时间为基础的计数器,其测时分辨力和准确度很高,可达ns数量级;特种计数器,它具有特种功能,如可逆计数器、阈值计数器、差值计数器、倒数计数器等,用于工业和自控技术等方面。数字频率计按频段分类:①低速计数器:最高计数频率<10MHz;②中速计数器:最高计数频率10—100MHz;③高速计数器:最高计数频率>100MHz;④微波频率计数器:测频范围1—80GHz或更高。

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。可见,频率计是很有工业价值的。本作品即为一个基于单片机的数字频率计,它通过74HC390芯片进行分频,克服了单片机难以处理高频信号的困难,并使用LCD1602液晶显示进行输出,精确度为20万分之一。

设计思路

数字频率计是一种基本的测量仪器。它被广泛应用于航天、电子、测控等领域,还被应用在计算机及各种数学仪表中。一般采用的是十进制数字,显示被测信号频率。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坏的物理量。由于其使用十进制数显示,测量迅速精确,显示直观,所以经常被用来使用。

本文主要介绍数字频率计的设计和调试,本作品是基于52单片机作为平台,基本原理是通过52单片机进行频率的采集和分析工作,在通过程序使其显示在LCD1602的液晶显示屏上,通过液晶显示屏,让使用者能够直观的看到当前的输入频率是多少。

由于52单片机能处理的频率信号强度有限,所以这次我们先用74HC390芯片对输入的信号进行了分频,使其降低了100倍,才送去给单片机处理,而且为了使1602液晶显示屏能更好的兼容,在程序上我们做了三次初始化,这些都将在下面为大家一一展示。

原理图

本系统原理图设计采用Altium Designer19,具体如图。

程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计,具体如图。

仿真实现

本设计利用protues8.7软件实现仿真设计,具体如图。

全部资料

全部资料包括程序(注释)、AD原理图、protues仿真、参考论文、程序讲解、仿真讲解、仿真视频、原理图讲解、资料使用介绍等,全网最全!

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