基于高速计数芯片的数字频率计毕业论文_自动化毕业设计

基于高速计数芯片的数字频率计毕业论文

2021-04-15更新

摘 要

为了提高频率测量的准确性和范围,设计了一款以单片机作为控制核心,以计数芯片74HC4040构成分频电路,以555定时器芯片构成整形电路,以有源晶振作为标准信号源,以MAX038芯片模拟未知的被测信号,并通过LCD1602液晶屏幕显示频率数值的数字频率计。该数字频率计硬件电路采取模块化设计,文中介绍了不同的测量方案和电路元器件,对几个模块的电路都进行了具体的介绍与分析,并阐述了相应的程序编写思路,对部分重要代码进行了解释说明。本设计电路结构清晰,软件编程思路简洁明了,采用了不同的频率测量方法,提高了测量精度,同时拓宽了测量范围,是对现有的数字频率计的拓展与补充,拥有良好的研究前景,给目前对于数字频率计的设计和开发提供了新的思路。

关键词:单片机;频率计;计数芯片

Digital Frequency Meter Based on High-speed Counter chip

ABSTRACT

In order to improve the accuracy and scope of frequency measurement, I design a digital frequency meter, using single-chip computer as the control core, counter chip 74HC4040 to constitute frequency divider circuit, 555 timer chip to constitute shaping circuit, active crystal as a standard signal source, MAX038 chip to analog unknown signal, and LCD1602 screen to display frequency value. The digital frequency meter hardware circuit takes the idea of modular design, the paper describes the different measurement programs and circuit components, several modules of the circuit are carried out a specific introduction and analysis, and elaborates the corresponding programming ideas, some important code is explained. The design of the circuit structure is not complicated, software programming ideas are concise and clear, using a different frequency measurement method to improve the measurement accuracy, while widening the measurement range. The design is the expansion of the existing digital frequency meter and complement, has a good study prospect, provides a new way of thinking to the current design and development of digital frequency meter.

Key words:single-chip computer;frequency meter;counter chip

目 录

1.1 前言 – 1 –

1.1.1 数字频率计概述 – 1 –

1.1.2 国内外同类研究概况 – 1 –

1.2 研究背景 – 2 –

1.3 研究目的及意义 – 2 –

1.3.1 研究目的 – 2 –

1.3.2 研究意义 – 3 –

1.4 研究内容与特色创新 – 3 –

1.4.1 研究内容 – 3 –

1.4.2 特色创新 – 3 –

第2章 数字频率计的总体设计 – 5 –

2.1 基于高速计数芯片的数字频率计总体设计思想 – 5 –

2.2 基于高速计数芯片的数字频率计总体方案设计 – 5 –

2.2.1 频率计数的实现方法 – 5 –

2.2.2 数据显示的实现方法 – 6 –

第3章 基于74HC4040的数字频率计的硬件设计 – 7 –

3.1 硬件电路主要芯片的选型 – 7 –

3.1.1 微处理器芯片的选型 – 7 –

3.1.2 信号发生芯片的选型 – 8 –

3.1.3 基准信号源的选型 – 10 –

3.1.4 整形电路芯片的选型 – 10 –

3.1.5 显示单元器件的选型 – 11 –

3.1.6 分频器件的选型 – 12 –

3.2 硬件电路单元设计与分析 – 13 –

3.2.1 基于STC89C52RC的单片机单元电路 – 13 –

3.2.2 基于555定时器和74HC4040计数器的信号预处理单元电路 – 15 –

3.2.3 基于有源晶振和MAX038的基准信号源与被测信号发生电路 – 17 –

3.2.4 基于LCD1602的显示单元电路 – 18 –

3.2.5 基于7805的供电单元电路 – 19 –

3.2.6 开关与按钮 – 19 –

第4章 数字频率计的软件设计 – 21 –

4.1 数字频率计软件设计总体思路 – 21 –

4.2 数字频率计软件设计模块设计 – 22 –

4.2.1 主程序模块设计 – 22 –

4.2.2 计数器计数与运算模块设计 – 22 –

4.2.3 显示模块设计 – 25 –

结 论 – 28 –

致 谢 – 29 –

参考文献 – 30 –

附录A – 31 –

附录B – 32 –

第1章 绪论

1.1 前言

1.1.1 数字频率计概述

数字频率计是一款运用数字电路技术,将测量不同周期、不同波形信号的频率作为其主要功能,将被测的未知信号的频率数值用十进制数字显示的数字测量仪器 [1]。通常说的数字频率计是指电子计数式频率计。

在对其他的一些电参量的测量过程中,频率在不同的测量方案中都扮演着至关重要的角色,与一些电参量有着十分密切的关系,因此数字频率计是科研生产实践中不能缺少的测量仪器之一[2]

1.1.2 国内外同类研究概况

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