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基于AT89C51单片机的频率计设计毕业论文.doc

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基于AT89C51单片机的频率计设计毕业论文.doc

www.yanziedu.comwww.yanziedu.com基于AT89C51单片机的频率计设计1、频率计方案概述本频率计的设计以AT89S51单片机为核心,利用他内部的定时/计数器完成待测信号周期/频率的测量。单片机AT89S51内部具有2个16位定时/计数器,定时/计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出时中断要求的功能。在定时器工作方式下,在被测时间间隔内,每来一个机器周期,计数器自动加1(使用12MHz时钟时,每1μs加1),这样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。在计数器工作方式下,加至外部引脚的待测信号发生从1到0的跳变时计数器加1,这样在计数闸门的控制下可以用来测量待测信号的频率。外部输入在每个机器周期被采样一次,这样检测一次从1到0的跳变至少需要2个机器周期(24个振荡周期),所以最大计数速率为时钟频率的1/24(使用12MHz时钟时,最大计数速率为500kHz)。定时/计数器的工作由运行控制位TR控制,当TR置1,定时/计数器开始计数;当TR清0,停止计数。本设计综合考虑了频率测量精度和测量反应时间的要求。例如当要求频率测量结果为3位有效数字,这时如果待测信号的频率为1Hz,则计数闸门宽度必须大于1000s。为了兼顾频率测量精度和测量反应时间的要求,把测量工作分为两种方法:(1)当待测信号的频率>100Hz时,定时/计数器构成为计数器,以机器周期为基准,由软件产生计数闸门,计数闸门宽度>1s时,即可满足频率测量结果为3位有效数字;(2)当待测信号的频率<100Hz时,定时/计数器构成为定时器,由频率计的予处理电路把待测信号变成方波,方波宽度等于待测信号的周期。这时用方波作计数闸门,当待测信号的频率=100Hz,周期为10ms,使用12MHz时钟时的最小计数值为10000,完全满足测量精度的要求。2频率计的量程自动切换使用计数方法实现频率测量时,外部的待测信号为单片机定时/计数器的计数源,利用软件延时程序实现计数闸门。频率计的工作过程为:定时/计数器的计数寄存器清0,运行控制位TR置1,启动定时/计数器工作;运行软件延时程序,同时定时/计数器对外部的待测信号进行计数,延时结束时TR清0,停止计数。从计数寄存器读出测量数据,测量数据在完成数据处理后,由显示电路显示测量结果。使用定时方法实现频率测量时,外部的待测信号通过频率计的预处理电

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