基于AT89C51单片机的量程自切换频率计

1、基于at89c51单片机的量程自切换频率计 近年来，随着科学技术的迅速进展，特殊是类似等相关生产技术的迅速堀起，推进了仪器仪表及家电产业的迅速进展，用程序代码来简化硬件的复杂程度，使其不断向着体积小，价格低廉，功能越发多样化、智能化的方向进展。功能齐全，价格低廉的产品越来越受到人们的青睐，固然，科技的进展最先受益的 还是从事前沿科技讨论领域的人员，对于他们来说，一款好的测量设备将为他们的讨论工作带来方便的同时也减轻无数负担。就目前而言，高端仪器设备无数均依靠进口，讨论并创造出属于我们国家自己的高端仪器设备将是我们向来努力的方向，而且也具有十分广大的进展前景。 1 硬件电路设计本设计主要由信号采

2、集电路、放大整形电路、分频电路、信号处理电路、电源电路和显示电路等模块组成。当采集到的被测信号经过放大整形电路后被整形为幅度适中的矩形波后，按照其频率的凹凸挑选相应的分频电路对其举行适当的分频处理，然后单片机对分频后的信号举行测频，再经过处理后将结果送出去，驱动显示电路输出的数字频率信息，同时指示相应的量程，从而实现对频率的自动测量和显示。频率计的总体工作原理框图1所示。1,1 放大整形电路的设计9013是一种npn结构的，集电极和放射极之间的最高25 v，集电极和基极之间的最高电压为45 v，放射极和基极之间的最高电压为5 v，集电极的最高0,5 a;三极管的最高耗散功率为0,625 w，最

3、高的结温为150，其特征频率为150 mhz;放大倍数范围是40倍110倍;工作温度范围为-55+150;74ls14是一种双列直插式封装具有六反相器的施密特触发器，其工作的最高电源电压为7 v，工作环境温度范围为070;三极管9013和施密特触发器74ls14一起构成的放大整形电路能够有效的对方波，正弦波，矩形波，三角波等信号举行放大和整形，并且能够稳定的输出，具有较强的驱动能力，能够满足本课题对0 hz20 mhz的频率范围要求。三极管9013和施密特触发器74ls14构成的放大整形电路2所示。1. 2 信号分频部分电路设计74ls161为二进制同步计数器，具有同步预置数、异步清零以及保持

4、等功能。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74ls161可以组成16进制以下的随意进制分频器;74ls151是具有选通输入端，互补输出的8选1数据挑选器，数据挑选端(abc)按二进制译码，以从8个数据(d0d7)中选取1个所需的数据。数据挑选器74ls151与计数器74ls161构成的分频电路能够比较便利的完成对信号的分频处理，通过数据挑选器来控制计数器构成的分频器工作，从而实现对不同数量级的频率信号举行有效的分频处理;为后续电路的顺当举行提供须要的保证。信号分频模块的3所示。1. 3 信号处理部分电路设计单片机系统的拓展通常是以最小系统为基础的。信号处理模块主要是依赖单片机的最小系统。

5、最小系统是一个真切实用的单片机最小配置系统。对于at89c而言，由于片内带有程序存储器，所以只要在芯片上外接复位电路和晶振电路就构成了最小系统。单片机的xtal1和xtal2引脚是用来衔接晶振电路的，xtal1接外部晶振和微调的一端，它是内部时钟工作电路及的反向的输入端;xtal2接外部晶振和微调电容的器一端，在片内它是振荡器的反向放大器的输出端。rst为单片机的复位端，接复位电路，该引脚为高电平常可使单片机复位，回到初始状态。复位电路主要包括复位开关、复位和复位电容。单片机的最小系统4所示。1,4 显示部分电路设计在本设计系统中，因为只要对信号频率和量程举行显示，因而挑选4位共阳极的数码管来

6、动态显示所测得的频率，选用红、黄、绿三色的发光来指示对应的量程，分离对应为mhz、khz、hz档。因为的工作电流较小，普通在10 ma左右，所以为了保证发光二极管的正常工作，还必需为其加上200 的限流电阻。四位数码管用来显示频率的测量值，当频率在09999 hz时，b档位指示灯(绿)点亮;当频率在10999,9 khz时，k档位指示灯(黄灯)点亮;当频率在120mhz时，m档位指示灯(红灯)点亮。由四位共阳极的数码管和三色发光二极管构成的显示电路5和图6所示。1,5 电源部分电路设计本设计要用到5 v的直流电源为各个模块供电，利用将220 v的沟通电举行降压处理，得到9 v的沟通电压，通过整

7、流桥对降压后的沟通电压举行整流处理变为直流电压，再通过电容举行滤波处理，滤除高频干扰信号，最后挑选稳压块7805串联作用于整流滤波后的直流电压，并且为7805加上了散热铝片来保证其正常的散热和工作，从而使其输出稳定的+5 v直流电压提供应各个模块，理论计算得知囫囵系统的功率在稳压管的额定功率的范围内，从而保证囫囵系统的正常工作。电源电路原理图7所示。2 软件设计在单片机应用系统的开发过程中，的应用最为广泛。c语言不仅能挺直对计算机的硬件举行操作，而且语言灵便、程序结构良好、代码效率高、可移植性好。2,1 系统总流程图流 程图分析：当电源开启后，系统举行初始化，系统开头运行，单片机内部开头推断输

8、入信号频率的凹凸，按从高到低的挨次举行分频测算从而得到合适的分频系数来 控制数据挑选器实现对信号举行分频处理，按照频率的凹凸范围来确定点亮相应的量程指示灯以及确定要显示小数的位数，最后将倍频后的结果通过动态扫描的显示 方式在四位数码管上显示出相应的测量结果。系统总流程图8所示。2,2 量程显示的程序流程图流程图分析：在系统确定了量程范围后，按照不同的量程范围分离电路不同色彩的量程指示灯：当频率范围在09999hz时，绿色的发光二极管点亮;频率范围在10999.9khz时，黄色的发光二极管点亮;当频率范围在120 mhz时，红色的发光二极管点亮。显示量程的程序流程图9所示。3 电路调试与结果系统的调试主要从软件调试和硬件调试两方面着手，固然，全部的一切都是为了实现既定任务为目标的。软件调试和硬件调试过程是紧密相关、相互协作的，本次频率计设计重点是对软件程序的调试。利用函数输入正弦信号分离为279 hz时，观看数码管的结果。得到结果10所示。利用函数信号发生器输入方波信号分离为680 khz时，得到结果11所示。利用函数信号发生器输入锯齿波信号分离为2,76 mhz时，观看数码管的结果。得到结果12所示。利用函数信号发生器输入三角波信号分离为583 hz时，观看数