基于单片机的简易数
字频率计设计报告
课程设计名称： 近代电子学实验
设计项目名称： 简易数字频率计设计
专业班级： 电子信息科学与技术08级1班
设计题目简易数字频率计的设计参与成员设计要求设计一个自动量程数字频率计，其要求如下：
显示位数：6位，最大显示数999999。
自动量程要求：计数器大于999999时(溢出)量程自动升高一档，输入被测电压：1Hz-1MHz方波或正弦波，幅度为10mv-3v(有效值)。
计过程测量原理：
原理图如如图1-1所示
频率测量部分：本设计方案的同样采用常规的测量方法，即在单位时间内对待测信号的脉冲边沿(上升沿或下降沿)进行计数，频率测量的硬件电路如图所示，其主要由以下几部分组成：控制电路、单片机控制部分、计数与显示电路。单片机控制部分主要完成测量过程的控制、测量结果的处理和显示。单片机选用AT89C52，其中P.1(T1)用于信号，一次计数完成后单片机对计数值进行运算处理，并送8位。AT89C52 P用于和LED数码管
第一档测量范围为1Hz-100KHz
第二档测量范围为100KHz-1MHz
第三档测量范围为1MHz-10MHz
刷新时间为1S。
脉宽测量部分：利用定时器的方式寄存器TMOD的D7位(GATE)的特殊功能，当GATE为低电平时，只要TCON中的TR0/TR1为1，计数器就开始计数，当GATE为高电平时，计数器T0、T1计数运行控制位TR0、TR1为高仍不能计数，还需要INT0/INT1上的电平为高才能使计数器工作，由此可知，当GATE=1和TR0/TR1=1时，计数器是否计数取决于INT0/INT1引脚的信号， INT0/INT1由0变1时开始计数，由1变0时停止计数，这样就可以用来测量 INT0/INT1端出现的脉冲宽度。
原理图分解为如下几部分
放大整形电路
如图1-2所示
图1-2放大整形电路
其中，放大部分由集成运算放大器构成的反向比例运算电路实现，放大倍数 Au=R4/R3=10，当然，这可以通过调整电阻R3和R4的值来满足实际需要。整形部分仅由一个与门构成，与门的一端接高电平，另一端接输入信号，当输入信号的幅值高于与门的阈值电压时，在与门的输出端将会得到高电平。反之，输出低电平，从而实现了波形变换。下图为放大整形的仿真截图：
输入正弦波的幅值为200mV，频率为10kHz，从上到下依次为原信号、放大后信号、整形后的信号：
分频电路
如图1-3所示
图1-3 分频电路
分频电路是由两片74LS90、和一片74LS153实现的，单片机AT89C52初始时从P1.0和P1.1输出P1.1=0，P1.0=0，此时将从74LS153的output端输出未经分频的信号，当AT89C52检测到脉冲频率高于100KHz时，置P1.1=0，P1.0=1，此时将从74LS153的output端输出经十分频的信号，当AT89C52检测到脉冲频率高于1MKHz时，P1.1=1，置P1.0=0，此时将从74LS153的output端输出经一百分频的信号，从而实现了对更大频率范围的测量。
下图为分频电路的仿真截图：
输入信号为100Hz，从上到下依次为原信号、10分频后的信号、100分频后的信号。
显示及锁存电路
如图1-4所示
图1-4 显示、锁存电路
显示、锁存部分的电路是由6片74LS273和6个7段数码管构成的，AT89C52把记录的数据分解为最高位、次高位……最低位，然后分时送往数据总线P0口，再由P2口发出的锁存信号依次将其锁存，最后由数码管把各锁存的数字对应显示出来，小数点的变换是通过AT89C52的P1.2、P1.3、P1.4来控制的，其原理与分频电路的控制相似，故不再赘述。
简易频率计的整体电路图如图1-5所示
图1-2简易频率计电路图
频率测量部分：AT89C52单片机，
脉宽测量部分：当检测到脉宽测量按键(pwide)按下时，转到脉宽测量程序去执行，同样利用单片机的定时/计数器进行测量，当检测到INT0引脚为高电平时，定时器开始计数(定时器可以看作是对机器周期的计数，当晶振为12MHz时，定时器每接收一个脉冲的时间为1us)，当检测到下降沿时，单片机响应中断，计数停止，AT89C52对所计得的数进行加工并送往锁存器锁存，再由数码管读锁存器，将所测脉宽显示出来。
程序部分：
程序部分的设计主要是和硬件电路相结合，正确地实现精度测量。整个系统软件的设计采用了自顶向下的模块化的结构方式，将各个功能分成独立模块，由系统的程序统一管理执行。它主要完成各种功能，如测量、数据运算、显示等。如图所示为频率测量主程序流程图
图1-3 频率测量主程序流程图
测频部分：
1.被测正弦信号频率为1Hz，幅值为200
