目录：第一章前言 2
1.1频率计概述 2
1.2频率计发展与应用 3
1.3频率计设计内容 3
第二章系统总体方案设计 3
2.1总体思路 3
2.3具体模块 3
第三章系统的具体实现 4
3.2 数字频率计的主机电路设计 4
3.3数字频率计的信号输入电路设计 7
3.4数字频率计显示电路的设计 8
3.5 单片机软件设计 10
第四章总结 11
五章附录 12
频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。由于频率信号抗干扰性强，易于传输，因此可以获得较高的测量精度。随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。
数字频率计是计算机、通讯设备、音频**等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它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、方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。传统的频率计采用测频法测量频率，通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成，产品不但体积大，运行速度慢而且测量低频信号不准确。本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，测量准确度高，响应速度快，体积小等优点[1]。
在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件。单片机作为最为典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。单片机已成为电子系统的中最普遍的应用。
单片机作为微型计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛。其中以at89s52为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大，派生产品最多，基本可以满足大多数用户的需要[2]。
使用51系列（80cc51/52等）单片机、数码管、电压比较器、模拟开关、电阻、电容等器件设计一个频率计，频率测量范围为1hz～500khz，并将测量值通过数码管显示出来，输入信号为0～5v方波和正弦波。
频率计是我们经常会用到的实验仪器之一，频率的测量实际上就是在单位时间内对信号进行计数，计数值就是信号频率。本文介绍了一种基于单片机at89c51 制作的频率计的设计方法，所制作的频率计测量频率值时采用定时器1定时，计数器0中断来实现计数。六位共阳极动态显示测量结果，可以测量正弦波、三角波及方波等各种波形的频率值。
根据上述系统分析，频率计系统设计共包括五大模块：单片机控制模块、放大整形模块、显示模块。各模块作用如下：
1、单片机控制模块：以at89c51单片机为控制核心，来完成它待测信号的计数，译码，和显示的控制。利用其内部的定时／计数器完成待测信号周期／频率的测量。
单片机at89c51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。
2、放大整形模块：放大电路是对待测信号的放大，降低对待测信号幅度的要求。整形电路是对一些不是方波的待测信号转化成方波信号，便于测量。
5、显示模块：显示电路采用六位共阳极数码管动态显示。
综合以上频率计系统设计有单片机控制模块、放大整形模块、及显示模块等组成，频率计的总体设计框图如图2.1。
图2.1计总体设计框图。
1.89c51简介。
许多由关硬件设计中都使用到单片机89c51，其功能比以往的单片机强大的多。89c51引脚图如图3-2所示。
图3.189c51引脚图。
芯片引脚功能：
主电源引脚vcc和vss
vcc（40脚）：接＋5v电压；
vss（20脚）：接地。
89c51晶振接法如图3.2
图3.2晶振接法。
选用12mhz频率的晶体，允许输入的脉冲频率为500khz。电容的大小范围为20pf～40pf，本设计选用30pf电容。
2．单片机复位状态。
单片机的复位都是靠外部电路实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的rst引脚上出现24个时钟**脉冲（2个机器周期）以上的高电平，单片机便实现初始化状态复位。为了保证应用系统可靠地复位，在设计复位电路时，通常使rst引脚保持10ms以上的高电平。只要保持高电平，则mcs-51单片机就循环复位；当rst从高电平变为低电平以后，mcs-51单片机从0000h地址开始执行程序。
在复位有效期间，ale、 引脚输出高电平。
89c51上电复位电路图。
图3.2 89c51上电复位电路图。
表3.3单片机复位状态表。
注：xxx不定。
复位后，p0口～p3口输出高电平，且使这些准双向口皆处于输入状态，并且将07h写入栈指针sp（即设定堆栈底为07h），同时，将程序计数器pc和其余的特殊功能寄存器清为0（不定的位除外）。但复位不影响单片机内部的ram状态。
本设计为满足设计要求，被测信号是要进行波形的变换。由第一级的零偏置放大器把正弦波样的正负交替波形变换成单向脉冲，再经过555构成的斯密特触发器将放大器产生的单向脉冲变换成与ttl/cmos电平相兼容的方波。这样处理以后信号变成方波信号，以便后续的电路进行计数。
具体电路和**结果如下图所示。
图3.4 整形电路。
图3.5 输入-输出波形图。
led段显示器结构与原理led显示器是由发光二极管显示字段组成的显示块，有7段和“米”字段之分。这种显示块有共阳极和共阴极两种。此外，显示块中还有一个圆点型发光二极管（在图中以dp表示）用于显示小数点。
通过发光二极管亮、暗的不同组，可以显示多中数字、字母以及其他符号。
led显示块中的发光二极管共有两种连接方法：
1)共阳极接法。
发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时公共阳极接＋5v，这样，阴极端输入低电平的段的发光二极管被点亮，相应的段被显示；而输入高电平的段则不点亮。
2)共阴极接法。
发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接地，这样，阳极端输入高电平的段的发光二极管被点亮，相应的段被显示；而输入低电平的段则不点亮。
数码管引脚如图3.6。
图3.6 数码管引脚图。
共阴和共阳结构的led显示器各笔划段名和安排位置是相同的。当二极管导通时，相应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。8个笔划段dp、g、f、e、d、c、b、a对应于一个字节（8位）的d7、d6、d5、d4、d3、d2、d1、d0，于是用8位二进制码就可以表示欲显示字符的字形**。
例如，对于共阴led显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阳极dp、g、f、e、d、c、b、a各段为0111011时，显示器显示"p"字符，即对于共阴极led显示器，“p”字符的字形码是73h。如果是共阳led显示器，公共阳极接高电平，显示“p”字符的字形**应为10001100（8ch）。用led显示器显示十进制转换成十六进制数的字形**在表3.
7中列出。具体电路如图3.8所示。
表3.7 led十六进制的数字**表。
本设计使用共阳极led数码管。
图3.8 显示电路。
软件设计流程图如下图所示，具体程序见附录。
软件设计流程图。
具体电路如图3.8所示。本次设计通过将输入的波形通过硬件放大整形，形成方波信号，然后再通过单片机系统来测定频率。
系统的主要思想是通过t1定时/计数器来实现1s定时，通过对t0定时/计数器计数溢出中断来实现计数。通过led数码管动态显示，将频率值显示出来。
在系统完成之后，出现了以下问题。单片机由于显示函数定义不够完美，显示不稳定。另外系统采用工作方式1，非自动重装定时，误差较其他方式大（8位自动重装定时）。
系统采用12m晶振，最大可以测量500khz频率，符合设计要求。在以后的改进中，可以通过调整晶振频率来提高计数精度和量程，可以通过改进定时方法来提高精度。显示模块出现的问题还需改正。
通过此次课程设计，学习了proteus、multisim、keil、protel等软件的使用方法。对系统设计的一般方法有了更深层次的理解，对以后的工作学习提供了基础。另外，感谢老师、学长和其他同学的无私帮助。
课程设计说明书
材料化学。涂装工艺。班级 材料化学081 姓名。学号。指导教师。时间 二 一一年七月八日 19 09 56 目录。表面工程课程设计任务书 1 1 概况 2 1.1 设计任务书及目标 2 1.2 设计任务书 2 1.3 设计单位概况 2 1.4 设计原则 4 1.5 设计范围 4 1.6 设计技术标准...
课程设计说明书
一 题目 离合器接合叉零件加工工艺规程 及车 25外圆及端面夹具设计 二 时间 自年月日至年月日止。三 要求 1 编制离合器接合叉加工工艺规程一套。2 绘制离合器接合叉零件图一张。3 绘制夹具结构装配图一张。4 绘制夹具体图一张。5.编写设计说明书一份。目录。序言1 第一章零件分析2 1.零件的作用...
课程设计说明书
河南科技学院。机电一体化课程设计。模块化生产系统设计 无杆缸传送站。学生姓名 王坤朋。所在院系 机电学院。所学专业 机电技术教育。导师姓名 胡楠李海波。完成时间 2018 年6月22日。摘要。模块化生产系统主要模拟工业生产过程中完成零件钻孔加工和装配的系列过程，该系统共有八个工作站，分别为上料检测站...