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I
毕业论文(设计)
基于单片机的数字频率计的设计
学 生 姓 名:
指导教师:
合作指导教师:
专业名称:
所在学院: 大连海洋大学
2015 年 5 月

I
目 录
摘 要 ........................................................................................................................................................II
Abstract .....................................................................................................................................................III
第一章 前 言.........................................................................................................................................1
1.1 研究的目的和意义....................................................................................................................1
1.2 国内外研究现状........................................................................................................................1
1.3 研究内容和方法........................................................................................................................1
第二章 设计要求及论证...........................................................................................................................3
2.1 单片机简介................................................................................................................................3
2.2 系统方案总体方案....................................................................................................................3
2.3 模块论证....................................................................................................................................3
2.3 系统总体设计............................................................................................................................4
第三章 系统硬件设计.............................................................................................................................6
3.1 系统整体硬件设计....................................................................................................................6
3.2 主控电路....................................................................................................................................6
3.6 1602 液晶显示屏简介...............................................................................................................9
3.3 三极管放大电路设计................................................................................................................9
3.4 整形模块设计..........................................................................................................................11
3.5 分频模块设计..........................................................................................................................11
第四章 系统软件设计...........................................................................................................................13
4.1 软件设计..................................................................................................................................13
4.2 算法设计..................................................................................................................................14
4.2 LCD 显示模块.........................................................................................................................15
第五章 系统的 PROTUES 仿真...........................................................................................................17
5.1 系统仿真与程序的联调..........................................................................................................17
5.3 系统具体仿真..........................................................................................................................18
第五章 结论和建议...............................................................................................................................22
参考文献...................................................................................................................................................23
致 谢.......................................................................................................................................................24
附 录.......................................................................................................................................................25
系统整体原理图...............................................................................................................................25
系统仿真图.......................................................................................................................................26
元件清单...........................................................................................................................................27
系统源程序.......................................................................................................................................28

大连海洋大学毕业设计 摘要
II
摘 要
经济的快速发展带动了社会的进步,人类已经不满足简单的信号频率测量,希望在工作生活
中,能够提高信号频率测量的准确和便捷性。而这准确度与人们的生活息息相关,在某些方面,
甚至要求能够精确到小数点好几位。因此,设计一款精确度高,范围广,生产成本简单的频率测
量装置显得很重要。
单片机就是在一块芯片上集成了一台规模功能强大的微小计算机,并且拥有高效的运算功能
和存储功能,将它嵌入各种应用系统中,输入一定的程序,就可以变成各种电子设备的核心。
本设计频率计应用 AT89C51 系列单片机作为核心,由电平转换电路,分频电路,LCD1602
数字显示器共同组成,具有操作简便,读取方便,物美价廉等优点。并且在生活中有着广泛应用,
在新兴的电子产品市场,也有着大好前景。
关键词: 信号,单片机,频率

大连海洋大学毕业设计 Abstract
III
Abstract
The rapid development of economy led to the progress of society, mankind has not satisfied the
simple measurement of the signal frequency, in the hope of working life, can improve the signal
frequency measurement accuracy and convenience. This accuracy is closely related with people's lives,
in some respects, even can be accurate to the decimal point several. Therefore, the design of a high
precision, wide range, frequency measurement device of simple production cost is very important.
Microcontroller is integrated on a single chip micro computer scale and has powerful function,
operation function and efficient storage function, it will be embedded in various application systems,
input certain procedures, the core can be turned into all kinds of electronic devices.
The application of AT89C51 frequency meter design series microcontroller as the core, by the
level conversion circuit, frequency dividing circuit, LCD1602 digital display together, has the
advantages of simple operation, easy to read, high quality and inexpensive etc.. And it has a wide
application in life, in the emerging market of electronic products, also has a good prospect.
Key words: Signal, microcontroller, frequency

大连海洋大学毕业设计 第一章 引言
1
第一章 前 言
1.1 研究的目的和意义
经济的快速发展带动了社会的进步,人类已经不满足简单的信号频率测量,希望在工作生活
中,能够提高信号频率测量的准确和便捷性。而这准确度与人们的生活息息相关,在某些方面,
甚至要求能够精确到小数点好几位。因此,设计一款精确度高,范围广,生产成本简单的频率测
量装置显得很重要。
随着现在数字芯片的发展趋势,利用单片机,数字集成电路设计的测量仪器会有很大的作用。
基于这种考虑,我的毕设就是以单片机为核心结合数字集成芯片来做的频率计。通过液晶 1602
来显示测试到的频率值,通过数字分频电路来扩大测量范围。整个设计的电路结构比较简单,并
且随着数字芯片的不断升级换代更新,成本会越来越低,并且精度也会越来越高,制作也越来越
简单。单片机所使用的晶体振荡原理,通过等精度的方式测量的频率值使得精度比任何传统模拟
方式都高,因此,有广泛的应用前景。
1.2 国内外研究现状
在工业生产,测量等种种方面,频率是一个重要的测量数据,如何提高频率测量也成为了一
个非常重要的事情。传统的频率计多利用模拟的方式来设计构造,结构比较复杂,自身消耗和干
扰都会很大,并且也不能自动的进行切换量程测量。
随着科学技术的发展,第一,用户对于频率的测量提出了新的要求。第二,就是数字芯片和
数字电路的大力发展,对传统频率计测量过程中存在的问题,能够进行解决和完善。所以,利用
数字方法进行频率计设计和开发,是现在生产厂家需要考虑的问题。低档的产品需要操作方便,
可靠性高,移动性好,中高档的产品,则需要高分辨率,高精度已经具有其他功能配合使用。
1.3 研究内容和方法
频率计就是能够对待测信号的频率进行测量的仪器设备。测量频率最简单的工作原理,就是
1 个 S 周期里面的脉冲个数,就是频率值。也就是说周期为 T,脉冲的个数是 N,那么计算频率
公式就为 f=N/T(如下图 1.1 所示)。
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