基于单片机的数字频率计的设计开题报告.doc

湖南人文科技学院本科生毕业设计档案材料题目（中文）：基于单片机的数字频率计的设计学生姓名： 龙小丽 学号 08417204 系 部： 物理与信息工程系 专业年级：电子信息科学与技术2008级 指导教师： 唐贤健 辅导教师： 谢 莉 湖南人文科技学院教务处制一、毕业设计开题报告书（一）选题的根据：1）本选题的理论、实际意义 2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解 在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得非常重要。 数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器，它的基本功能是测量正弦信号、方波信号、尖脉冲信号以及其他各种单位时间内变化的物理量，因此它的用途十分广泛。在传统的生产制造业中，频率计被广泛的应用在生产测试。用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品，确保产品质量。 在计量实验室中，频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。在无线通讯测试中，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以被用来对无线电台的调频信号和频率调制信号进行分析。 本论文主要研究如何用单片机来设计数字频率计。因为在电子技术中，频率的测量十分重要，这就要求频率计要不断的提高其测量的精度和速度。在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，简洁、高效、经济成为人们办事的一大宗旨。在电子技术中这一点表现的尤为突出，人们在设计电路时, 都趋向于用尽可能少的硬件来实现, 并且尽力把以前由硬件实现的功能部分, 通过软件来解决。因为软件实现比硬件实现具有易修改的优点, 如简单地修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要容易得多, 故基于微处理器的电路往往比传统的电路设计具有更大的灵活性。 单片机就属于这一类设计电路，单片机因其功能独特和廉价已在全球有数千种成功的范例, 在国内也开发出了充电器、空调控制器、电子定时器、汽车防盗器、卫星接收机以及各种智能仪表等实用产品。频率计也是单片机的一种很重要的应用, 价格低廉且具有实际意义。虽然使用逻辑分析仪也可以很好的测量信号的频率等参数，但其价格太昂贵。实现测量的数字化、自动化、智能化已成为各类仪表设计的方向，而由单片机控制的、全自动的、数字显示的频率计就符合这一设计理念。 （二）研究内容： 本设计主要是研究基于单片机的数字频率计的设计，能够测量频率范围为10HZ1KHZ周期性的正弦信号、三角波信号、方波信号的的频率。 本方案以单片机为控制电路，主要分为信号放大电路、 信号整形电路、复位电路、晶振电路、显示电路五大部分。被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被送到信号整形电路整形，把被测的正弦波或者三角波信号整形为方波信号。利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。 原理框图如图1所示：图1 系统原理框图（三）研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法、技术路线及实验方案：1、通过查阅资料，确定设计方案及实现的目标，制定详细的实施计划和可行的方案；2、运用最优规划法，分析实际操作中的逻辑合理性和有效性，争取能准确的实现频率计的测频功能；3、软件仿真和调试，运用KEIL软件编译，并在PROTEUS软件中加载程序以成功实现电路的仿真。 可行性分析： 本方案以单片机为核心，单片机功能强大，利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数，从而测出信号的频率，并把测出的数据送到显示电路显示。本设计的晶振电路采用的是12MHZ的晶体，计数速率为1MHZ，输入脉冲的周期间隔为1us。当定时器/计数器用作计数器时，计数脉冲来自相应的外部输入引脚T0或T1。当输入信号产生由1至0的跳变（即负跳变）时，计数器的值增1。由于确认1次负跳变要花2个机器周期，即24个时钟周期，因此外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，所以本设计允许输入的外部脉冲的频率为500KHZ。因为本设计的显示电路5位有效，定时时间为10s，所以测频范围为10HZ1KHZ。所以本设计的方案是可行的。 （四）进度安排和采取的主要措施2011年12月05日 选题2011年12月06日2011年12月29日 开题的准备2011年12月30日2012年03月22日 论文初稿准备2012年03月22日2012年04月25日 论文第二稿准备2012年04月26日2012年05月20日 定稿 2012年05月20日2012年05月28日 论文答辩（5） 主要参考文献1何立民.MCS51单片机应用系统设计M.北京：北京航空航天大学出版社，1993.2张毅刚.MCS51单片机应用设计M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997.3李华.MCS51系列单片机使用接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社，1993.4钱进.基于AT89C2051的高度精度数字频率计的设计J.机电产品开发与创新， 2007.5冯雷星，杨伟，芦燕龙.基于单片机高性价比频率计的设计与实现J.微计算机信息，2007.6赫建国，刘立新，党剑华.基于单片机的频率计设计J.西安邮电学院学报，2003.7张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社M，2003.12(1).8Gertrude Stein.Control Circuit Design of AC Frequency Conversion Systems for Speed Governing C，Proceedings of 4th International Symposium on Test and Measurement(Volume 2)，2001. 9涂时亮.单片机软件设计技术M.重庆：科学文献出版社重庆分社，1987.10施剑鸣.单片机测频技术及测量精度的提高C.江苏省计量测试学会2005年论文集，2005.（六）毕业设计开题指导意见：（对选题的评价、研究方案的设计及开题指导意见）课 题基于单片机的数字频率计的设计作者姓名龙小丽所属系、专业、年级物理与信息工程系电子信息科学与技术2008级开题时间2011年12月29日预计字数8000指导教师意见： 指导教师（签名）：年 月 日指导小组意见： 负责人签名：年 月 日二、毕业设计成绩评审表（一）指导教师评审用表评价项目评价内容满分指导教师评 分选题质量20%01选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求502题目的难易度503题目工作量504题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度5能力水平80%05综合运用知识的能力（涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）1006应用文献资料的能力507实验（设计）能力1008计算能力（数据运算与处理能力等）509外文应用能力510计算机应用能力511对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）1012插图（或图纸）质量513撰写水平1014实用性与科学性515规范化程度（设计栏目合理、SI制的使用等）516创见性（只分“有”或“无” ）5总评分：_ 成绩等级：_指导教师评定意见： 指导教师签名： 年 月 日注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100为优秀，8089为良好，7079为中等，6069为及格，60分以下为不及格；2.此表用于指导教师对毕业设计成绩的评定。（二）评阅教师评审用表评价项目评价内容满分评阅教师评 分选题质量20%01选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求502题目的难易度503题目工作量504题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度5能力水平80%05综合运用知识的能力（涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）1006应用文献资料的能力507实验（设计）能力1008计算能力（数据运算与处理能力等）509外文应用能力510计算机应用能力511对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）1012插图（或图纸）质量513撰写水平1014实用性与科学性515规范化程度（设计栏目合理、SI制的使用等）516创见性（只分“有”或“无” ）5总评分：_ 成绩等级：_评阅教师评阅意见： 评阅教师签名： 年 月 日 注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100为优秀，8089为良好，7079为中等，6069为及格，60分以下为不及格；2.此表用于评阅教师或专家对毕业设计成绩的评阅。三、毕业设计答辩记录表答 辩 会 议 纪 要 时 间地 点答