頻率計實訓(xùn)報告1

1、江西科技師范大學(xué)通信與電子學(xué)院單片機應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)報告 實訓(xùn)題目： 基于單片機的數(shù)字顯示頻率計設(shè)計 小組成員： 戴 瑩 宋曉蓉 丁美琴 曾素萍 班 級： 12電子信息工程職本 指導(dǎo)老師： 占華林 一、設(shè)計要求（1）測量范圍信號：方波、正弦波；幅度：100mV-5V；頻率：1Hz-1MHz；（2）對于較小信號，一定先要放大，再測量（3）測量誤差1%；（4）LCD顯示結(jié)果二、實訓(xùn)計劃和人員安排實訓(xùn)計劃安排：11月12號11月14號小組進行方案討論，制定系統(tǒng)框圖；11月15號11月18號進行仿真電路設(shè)計，并分析電路優(yōu)缺點；11月19號11月22號結(jié)合仿真電路進行程序的討論及設(shè)計方案；11月23號11月

2、26號將我們的討論結(jié)果與老師分析并指導(dǎo)和修改；11月27號11月30號回去結(jié)合老師的講解而修改方案設(shè)計;12月2號12月06號采購元器件和打印電路圖；12月08號12月09號電路焊接及電路調(diào)試，實現(xiàn)各個模塊；12月10號錄視頻和制作PPT演講稿，等待指導(dǎo)老師驗收答辯。 小組人員安排：前期：小組進行各自對專題的方案討論，設(shè)計思路，選出最佳設(shè)計 方案，然后進行以下任務(wù)安排:戴瑩：主要負責(zé)程序和電路的設(shè)計，并對每個成員講解設(shè)計思路 安排成員主要完成任務(wù)；宋曉蓉：主要將設(shè)計的電路進行實際焊接過程，并調(diào)試出結(jié)果實現(xiàn) 各個模塊；丁美琴：負責(zé)關(guān)于本專題的搜索資料，并制作PPT演講稿；曾素萍：整理出有利的資料

3、，以及撰寫實訓(xùn)報告三、實訓(xùn)選題分析（主要完成對選題的功能分析，注重原理闡述；如何細化功能模塊，軟、硬件電路設(shè)計的設(shè)計思路）頻率計又稱為頻率計數(shù)器，是一種專門對被測信號頻率進行測量的電子測量儀器。測量頻率的方法有很多，按照其工作原理分為無源測頻法、比較法、示波器法和計數(shù)法等，直接計數(shù)單位時間內(nèi)被測信號的脈沖數(shù)，然后以數(shù)字形式顯示頻率值。這種方法測量精確度高、快速，適合不同頻率、不同精確度測頻的需要。電子計數(shù)器測頻有兩種方式：一是直接測頻法，即在一定閘門時間內(nèi)測量被測信號的脈沖個數(shù)；二是間接測頻法，如周期測頻法。由于數(shù)字電路的飛速發(fā)展和集成電路的普及，計數(shù)器的應(yīng)用十分廣泛。利用電子技術(shù)器測量頻率具

4、有精度高，顯示醒目直觀，測量迅速，以及便于實現(xiàn)測量過程自動化等一系列突出優(yōu)點，所以該方法是目前最好的?？傮w模塊： 利用信號源輸入、前級飽和放大電路、整形電路、分頻（量程切換）電路、及1602液晶顯示電路等模塊，設(shè)計一個簡單的頻率計能夠精確地測量出被測信號的頻率輸入級模塊：信號輸入設(shè)計，前級飽和放大電路設(shè)計和晶振復(fù)位電路設(shè)計。輸出級模塊：1602液晶顯示電路設(shè)計。設(shè)計安排：（1）輸入信號峰峰值可在100V5V范圍變化。（2）實現(xiàn)了方波和正弦波的頻率檢測，通過按鍵進行方波或正弦波檢測模式的改變，在數(shù)碼管或LCD進行檢測模式的顯示。（3）正弦波測量范圍達到1Hz900kHz，方波測量范圍達到1Hz8

5、77kHz，測量精度達到1Hz單位，基本滿足于實驗要求。四、方案設(shè)計（最少要提出兩種不同的方案，并比較兩種方案在設(shè)計、實現(xiàn)細節(jié)方面的差異和優(yōu)劣，確定實訓(xùn)最終選定方案）（1）、總體設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計方案與實現(xiàn)框圖：顯示電路整形電路放大電路被測信號 分頻電路 1.1頻率計測頻原理概論：簡而言之就是：“通過測量單位時間內(nèi)出現(xiàn)的方波個數(shù)，進行頻率計算”。將輸入的正弦波信號經(jīng)波形轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為方波，高頻信號再經(jīng)過分頻模塊進行分頻。由晶體振蕩器產(chǎn)生的基頻，按十六進制分頻得出的分頻脈沖，經(jīng)過驅(qū)動電路增加帶載能力。在時間間隔T內(nèi)累計周期性的重復(fù)變化次數(shù)N，則頻率的表達式為式： 數(shù)字頻率計的原理框圖如下:ITII

6、IIIN鎖存信號IVV清零信號 電路總設(shè)計圖題目要求為11MHz，考慮到飽和放大倍數(shù)較大，需要很大的轉(zhuǎn)換速率。故選用AD811。AD811是一款寬帶電流反饋型運算放大器，其帶寬可達到120M，（G=+2）。轉(zhuǎn)換速率SR=2500V/us。足以完成由于輸入頻率大于500Khz時，單片機檢測不出來，所以經(jīng)分頻后送入單片機中，實現(xiàn)自動切換的功能。另外用特別注意，驅(qū)動繼電器時，應(yīng)使用三極管，因為單片機的口輸出的電流很小很小，使用可能無法驅(qū)動。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等?？刂坪?/p>

7、單，成本較低。系統(tǒng)總體設(shè)計方案與實現(xiàn)框圖：顯示電路整形電路放大電路被測信號 分頻電路 設(shè)計分析： 數(shù)字頻率計系統(tǒng)設(shè)計共包括四大模塊：前級飽和放大電路、整形電路、分頻（量程切換）電路、及1602液晶顯示電路模塊。輸入級模塊： 脈沖信息輸入，注意參數(shù) 過零比較電路模塊： 七、程序設(shè)計; #include "reg51.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcdrs=P25;sbit lcdws=P26;sbit lcden=P27;sbit jdq=P14;/#definefs 100000;/u

8、char code num10=0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39;/uchar code table10="frequency:" ;uchar xi10=0;uint g=0,n=0,flag=0;long int count=0;/延時函數(shù)void delay(uint x)uint i,j;for(i=x;i>0;i-)for(j=110;j>0;j-);void busy_wait() /判斷是否忙碌 uchar lcd_status; do P0=0xff; lcden=0; lcdrs

9、=0; lcdws=1; delay(5); lcden=1; lcd_status=P0; lcden=0; while(lcd_status & 0x80); /液晶寫入狀態(tài)字操作void write(uchar com)busy_wait(); lcdrs=0; lcdws=0; P0=com; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0;/液晶數(shù)據(jù)寫入操作void write_date(uchar date)busy_wait();lcdrs=1;lcdws=0;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;

10、void write_string(uchar x,uchar y,uchar *s) /寫字符串 if(y=0) write(0x80+x);if(y=1) write(0xc0+x); while(*s) write_date(*s);s+;delay(5); /液晶初始化void init() delay(10); lcden=0; delay(5); write(0x38); delay(5); write(0x0E); delay(5); write(0x06); delay(5); write(0x01);/顯示子函數(shù)void display(uchar *a )uint i,j;

11、init();/*write(0x80);for(i=0;i<10;i+)write_date(tablei);delay(5); */write_string(0,0,"frequency:");write(0x80+0x45);/write(0x04); for(i=0;i<8;i+)if(ai!='0')break;for(j=i;j<8;j+) write_date(aj); /delay(5);write_date('H');write_date('z');while(1);/主函數(shù)void mai

12、n() / delay(100); P0=0X00; P1=0xff; P2=0X00; jdq=1;TMOD=0x51;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;init();ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;EA=1;while(1); void zhongduan() interrupt 3 n+;void zhongduan1() interrupt 1 TH0=(65536-49962)/256;TL0=(65536-49962)%256;g+;if(g=20) TR1=0;TR0=0; count=n*65536+TH1*

13、256+TL1; if(count>100000&&flag=0) flag=1; count=0;n=0;g=0;TH1=0;TL1=0; jdq=0; delay(10); TR0=1;TR1=1; else /if(count<=100000) TR0=0;TR1=0; if(flag=0) /flag=0;g=0;TH1=0;TL1=0; xi0=count/10000000%10 +'0' xi1=count/1000000%10+'0' xi2=count/100000%10+'0' xi3=count/1

14、0000%10+'0' xi4=count/1000%10+'0' xi5=count/100%10+'0' xi6=count/10%10+'0' xi7=count%10+'0' display(xi); flag=0; /count=0; if(flag=1) /flag=0;g=0;TH1=0;TL1=0; count=10*(n*65535+TH1*256+TL1); xi0=count/10000000%10 +'0' xi1=count/1000000%10+'0' x

15、i2=count/100000%10+'0' xi3=count/10000%10+'0' xi4=count/1000%10+'0' xi5=count/100%10+'0' xi6=count/10%10+'0' xi7=count%10+'0' display(xi); flag=0; /count=0; 8、 焊接、調(diào)試過程（說明焊接過程中的故障情況及調(diào)試處理的方法）在焊接電路過程中，按照仿真電路的設(shè)計去焊接，出現(xiàn)了好多問題。首先就是錯把AT89C51的P0當(dāng)作P1，P2、P3口的接法一樣去

16、接,液晶1602，結(jié)果焊接完后電路完全不顯示，通過用萬用表仔細的檢查，接上拉電阻，最終解決了這個問題。其次，因為在焊接中用脫焊的形式而進行的，難免會出現(xiàn)一線虛焊的現(xiàn)象，一開始以為是那里的電路出了問題，通過對每個模塊的檢查和各個線路的排查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是虛焊的原因，因此我們在焊接中一定要做到焊接無誤，這樣可以避免那些不必要發(fā)生的錯誤。然后就是當(dāng)焊接完后，液晶就顯示格子，其他的什么也沒有，我們反復(fù)的查看程序，以為是程序錯誤，如此改了幾次程序，并無什么起色。于是我們又最后靜下心來檢查電路的焊接，才發(fā)現(xiàn)，原來在接89T52的P0端口與液晶的P7P13的接口接反了。而且，在程序調(diào)試中也出現(xiàn)一些誤區(qū)，之前在仿

17、真軟件所實現(xiàn)的效果和實際焊接中出現(xiàn)的效果不一樣，當(dāng)時我們就在納悶為什么在仿真電路中，電器有用，而在焊接中卻出現(xiàn)了原因，最后我們通過查詢資料，才發(fā)現(xiàn)在程序中對繼電器的語句設(shè)計不夠完善，隨之，我們對此進行改正。還有，液晶顯示不是很清楚，于是在接液晶時3管腳接一個10k的電阻進行亮度調(diào)節(jié)。9、 焊接板正面圖（板子上必須能清晰看見姓名和學(xué)號）10、 焊接板背面圖十一、實訓(xùn)元件清單元件電阻電容按鍵液晶1602AD811個數(shù)2個1041個1032個1k10個10k2個22pF3個10uF2個103pF2個104pF2個1個1個元件排阻12MHz晶振89C52芯片繼電器MAX91274LS160個數(shù)1個1個1個1個1個1個12、 調(diào)試結(jié)果展示（用圖片展示調(diào)試正常的結(jié)果） 十三、實訓(xùn)心得本次設(shè)計我收獲比較大。我們是電子專業(yè)的學(xué)生，設(shè)計是必需的技能，這次設(shè)計給我們提供了一個應(yīng)用自己所學(xué)知識的機會，從上網(wǎng)查找資料到對電路的設(shè)計對電路的調(diào)試再到最后電路的成型，都對我所學(xué)的知識進行了檢