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2021年09月18日 | 15-基于51單片機(jī)的數(shù)字頻率計設(shè)計

發(fā)布者:xxoke624 來源: eefocus關(guān)鍵字:51單片機(jī)  數(shù)字頻率計 手機(jī)看文章 掃描二維碼
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具體實現(xiàn)功能

系統(tǒng)由STC89C52單片機(jī)+信號輸入+74HC14整形電路+74HC390分頻電路+LCD1602顯示模塊+電源構(gòu)成。


具體功能:


1、能測出正弦波、三角波或方波等波形的頻率;


2、頻率的測量范圍為1Hz—20MHz,且能檢測幅度最小值為1Vpp的信號;


3、通過LCD1602液晶顯示屏顯示檢測到的即時頻率數(shù)值(最多8位數(shù),單位為Hz)。

設(shè)計背景

在電子測量領(lǐng)域中,頻率測量的精確度是最高的。因此,在生產(chǎn)過程中許多物理量,例如溫度、壓力、流量、液位、PH值、振動、位移、速度、加速度,乃至各種氣體的百分比成分等均用傳感器轉(zhuǎn)換成信號頻率,然后用數(shù)字頻率計來測量,以提高精確度。


國際上數(shù)字頻率計的分類很多。按功能分類,因計數(shù)式頻率計的測量功能很多,用途很廣。所以根據(jù)儀器具有的功能,電子計數(shù)器有通用和專用之分。一、通用型計數(shù)器:通用型計數(shù)器是一種具有多種測量功能、多種用途的萬能計數(shù)器。它可測量頻率、周期、多周期平均值、時間間隔、累加計數(shù)、計時等;若配上相應(yīng)插件,就可測相位、電壓、電流、功率、電阻等電量;配上適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎€可進(jìn)行長度、重量、壓力、溫度、速度等非電量的測量。二、專用計數(shù)器:專用計數(shù)器指專門用來測量某種單一功能的計數(shù)器。如頻率計數(shù)器,只能專門用來測量高頻和微波頻率;時間計數(shù)器,是以測量時間為基礎(chǔ)的計數(shù)器,其測時分辨力和準(zhǔn)確度很高,可達(dá)ns數(shù)量級;特種計數(shù)器,它具有特種功能,如可逆計數(shù)器、閾值計數(shù)器、差值計數(shù)器、倒數(shù)計數(shù)器等,用于工業(yè)和自控技術(shù)等方面。數(shù)字頻率計按頻段分類:①低速計數(shù)器:最高計數(shù)頻率<10MHz;②中速計數(shù)器:最高計數(shù)頻率10—100MHz;③高速計數(shù)器:最高計數(shù)頻率>100MHz;④微波頻率計數(shù)器:測頻范圍1—80GHz或更高。


由于大規(guī)模和超大規(guī)模數(shù)字集成電路技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)的結(jié)合,數(shù)字頻率計發(fā)展進(jìn)入了智能化和微型化的新階段。其功能進(jìn)一步擴(kuò)大,除了測量頻率、頻率比、周期、時間、相位、相位差等基本功能外,還具有自撿、自校、自診斷、數(shù)理統(tǒng)計、計算方均根值、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)通信等功能??梢姡l率計是很有工業(yè)價值的。本作品即為一個基于單片機(jī)的數(shù)字頻率計,它通過74HC390芯片進(jìn)行分頻,克服了單片機(jī)難以處理高頻信號的困難,并使用LCD1602液晶顯示進(jìn)行輸出,精確度為20萬分之一。


設(shè)計思路

數(shù)字頻率計是一種基本的測量儀器。它被廣泛應(yīng)用于航天、電子、測控等領(lǐng)域,還被應(yīng)用在計算機(jī)及各種數(shù)學(xué)儀表中。一般采用的是十進(jìn)制數(shù)字,顯示被測信號頻率?;竟δ苁菧y量正弦信號,方波信號以及其他各種單位時間內(nèi)變壞的物理量。由于其使用十進(jìn)制數(shù)顯示,測量迅速精確,顯示直觀,所以經(jīng)常被用來使用。


本文主要介紹數(shù)字頻率計的設(shè)計和調(diào)試,本作品是基于52單片機(jī)作為平臺,基本原理是通過52單片機(jī)進(jìn)行頻率的采集和分析工作,在通過程序使其顯示在LCD1602的液晶顯示屏上,通過液晶顯示屏,讓使用者能夠直觀的看到當(dāng)前的輸入頻率是多少。


由于52單片機(jī)能處理的頻率信號強(qiáng)度有限,所以這次我們先用74HC390芯片對輸入的信號進(jìn)行了分頻,使其降低了100倍,才送去給單片機(jī)處理,而且為了使1602液晶顯示屏能更好的兼容,在程序上我們做了三次初始化,這些都將在下面為大家一一展示。


原理圖


本系統(tǒng)原理圖設(shè)計采用Altium Designer19,具體如圖。

程序


本設(shè)計利用KEIL5軟件實現(xiàn)程序設(shè)計,具體如圖。

仿真實現(xiàn)


本設(shè)計利用protues8.7軟件實現(xiàn)仿真設(shè)計,具體如圖。

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