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基于s08aw的简易频率计的设计.doc
文档介绍:
课程名称
大作业
嵌入式微控制器S08AW原理与实践
大作业
题目基于S08AW的简易频率计的设计
院系名称: 电气工程学院专业班级: 自动化1101
学生姓名: 岳细鹏学号: 1
评语:
成绩:
任课教师: 郑维
时间:
目录
前言 2
一频率计的简介 2
1.1频率计概述 2
1.2频率计发展与应用 2
1.3频率计设计内容 2
1.4测频的原理 3
二 S08的介绍 4
2.1 S08AW简介 4
2.2 S08资源介绍 4
2.3 S08AW结构 6
2.4 系统功能引脚 8
2.5 输入输出功能引脚 9
2.6 电源电路 11
三硬件设计 12
3.1 系统组成及工作原理 12
3.2 频率测量原理 13
3.3 硬件组成 13
3.4 单片机核心模块 14
3.5 电压跟随和减法电路 15
3.6 模拟开关和电压比较电路 15
3.7 显示和控制电路 16
3.8电平转换电路 16
四程序设计 17
4.1 主程序设计 17
4.2 子程序设计 18
4.3调试及结果 19
参考目录: 19
附录:模拟电路仿真图 20
电路原理图 21
主程序 22
前言
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。
一频率计的简介
1.1频率计概述
数字频率计是计算机、通讯设备、音频视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]。
1.2频率计发展与应用
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STC89C52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。
1.3频率计设计内容
1.被测信号为周期性信号(包括正弦波、方波、三角波等),频率范围为1~60KHz,峰峰值在1~10V范围内。
2.设置“开始/停止”和“工作模式”开关。工作模式分为测量外接信号和系统自测两种模式,在测量外接信号模式下,测量外接信号频率;在系统自测模式下,测量1KHz测试信号的频率。
3.系统处于工作状态时,数码管实时显示测量信号频率值,每隔1秒向PC机发送频率数据,频率数据为ASCII码,单位为Hz。通过开始/停止键控制系统。
1.4测频的原理
测频的原理归结成一句话,就是“在单位时间内对被测信号进行计数”。被测信号,通过输入通道的放大器放大后,进入整形器加以整形变为矩形波,并送入主门的输入端。通过单片机的定时器T2通道产生1秒的定时。将经过调理电路处理后的被测信号通过定时/计数器输入端T0送给,若在一定的时间间隔T内累计周期性的重复变化次数N,则频率的表达式为式:
(1)
图1说明了测频的原理及误差产生的原因。
时基信号

待测信号

丢失(少计一个脉冲) 计到N个脉冲多余(比实际多出了0.x个脉冲)
图1.1 测频原理
在图1中,假设时基信号为1KHZ,则用此法测得的待测信号为1KHZ×5=5KHZ。但从图中可以看出,待测信号应该在5.5KHZ左右,误差约有0.5/5.5≈9.1%。这个误差是比较大的,实际上,测量的脉冲个数的误差会在±1之间。假设所测得的脉冲个数为N,则所测频率的误差最大为δ=1/(N-1)*100%。显然,减小误差的方法,就是增大N。本频率计要求测频误差在1‰以下,则N应大于1000。通过计算,对1KHZ以下的信号用测频法,反应的时间长于或等于10S,。由此可以得出一个初步结论:测频法适合于测高频信号。
频率计数器严格地按照公式进行测频[4]。由于数字测量的离散性,被测频率在计数器中所记进的脉冲数可有正一个或负一个 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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