沈阳工程学院课程设计设计题目： 频率计程序设计系 别 自控系班级测控本091学生姓名_学号_指导教师 职称教授起止日期： 2012 年1 月 2日起至2012 年1 月 13日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：频率计程序设计系 别 自控系班级_学生姓名 学号 2009308119指导教师 职称教授课程设计进行地点：F422任 务 下 达 时 间： 2012 年 1 月 2 日起止日期： 2012年1月2日起至2012年1月13日止教研室主任2012年1月2日批准频率计的设计1. 设计主要内容及要求；编写频率计程序。要求：1）能够测量频率并显示。2 ）能够进行闸门时间选择。2. 对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于 3000 字。（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课 程设计论文的结构及各部分内容要求可参照沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规 范执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。（3）.论文要求打印，打印时按沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范的 要求进行打印。（4）. 课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和 关键词、目录、正文、参考文献。3. 时间进度安排；顺序阶段日期计划完成内容备注11月2日教师讲解题目，学生查阅相关资料21月3日查阅相关资料、进行方案论证31月4日参数计算、确定闸门时间切换方法41 月 5、6、9日编写程序51 月 10、 11日调试程序61月12日撰写论文71月13日论文答辩沈阳工程学院C8051F020 单片机原理及应用 课程设计成绩评定表系（部）：自控系班级：_ 学生姓名:指导教师评审意见评价 内容具体要求权重评分加权 分调研 论证能独立杳阅文献，收集资料；能 制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作 能力 态度工作态度认真，遵守纪律，出勤 情况是否良好，能够独立完成设 计工作。0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务， 工作量饱满，难度适宜。0.25432说明 书的 质量说明书立论正确，论述充分，结 论严谨合理，文字通顺，技术用 语准确，符号统一，编号齐全， 图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩分（加权分合计乘以12）分加权分合计指导教师签名：年月日评阅教师评审意见评价 内容具体要求权重评分加权 分查阅 文献查阅文献有一定广泛性；有综合 归纳资料的能力。0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明 书的 质量说明书立论正确，论述充分，结 论严谨合理，文字通顺，技术用 语准确，符号统一，编号齐全， 图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教（加权分t师评审成绩分卜合计乘以8）分加权分合计评阅教师签名：年月日课程设计总评成绩分中文摘要在人们的日常生活中，频率的测量无处不在。随着科学技术的发展，尤其是单片 机技术和半导体技术的高速发展，频率计的研究及应用越来越受到重视，这样对频率 测量设备的要求也越来越高。单片机是一门发展极快应用方式极其灵活的使用技术。 他以灵活的设计、微小的功耗、低廉的成本，在数据采集、过程控制、模糊控制、智 能仪表等领域得到广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。在电子技术测量中，频率是最基本的参数之一，设计一种快速准确的频率计显得 尤为重要。该数字频率计的设计主要实现用数字显示被测信号的频率，该设计是以51 单片机作为核心，与传统频率计相比该设计具有更高的测量精度和速度，具有各种中 断处理能力，并且具有丰富的数字输入输出口和通信口等。该频率计的设计在软件上 编写，并采用计数式测频方法，通过单片机外围电路中由振荡电路产生的闸门信号进 行计时，并对整形后的被测信号进行脉冲计数以得到被测信号的频率值。由于低频信 号照成了较大的量化误差，可在测量低频信号的时候延长闸门时间信号，以提高测量 精度。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、方波信号及其他单位时间内变化的物理量。在设计中应用单片机的数学运算和 控制功能，来实现测量量程的自动切换，既满足测量精度的要求，又满足系统反应时 间的要求。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 显式、测量迅速、精确度高、显示直观、所以经常用到频率计。51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一，随着嵌入式系统、 片上系统等概念的提出和普遍接受及应用。 51系列及其衍生单片机还会在继后很长一 段时间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高 速发展的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用时非常重要的。总之，频率计的设计是进行更深层次频率测量的基石。关键词 单片机，频率测量，分频器，硬件，软件目录1 设计任务描述 11.1 设计题目：频率计程序设计11.2 设计要求：11.2.1 设计目的： 11.2.2 基本要求： 12 设计思路 23 主程序流程图 34 各部分程序的设计及参数计算 44.1 定义程序变量 44.2 初始化程序设计 44.3 主程序设计 64.4T2 数据采集程序设计 84.5 液晶显示程序设计 94.6 程序的参数计算 115 频率计的工作过程分析 126 设计过程未解决的问题 13小结 14致谢 15参考文献 16附录 源程序代码 171 设计任务描述1.1设计题目：频率计程序设计1.2设计要求：1.2.1 设计目的：编写能实现频率测量的汇编语言程序，即设计频率计1.2.2 基本要求：编写频率计程序。 要求：1）能够测量频率并显示。2 ）能够进行闸门时间选择。2 设计思路一频率计计算方法的设计思路我们有多种方法可以进行频率的测量：本次课设我使用了两种方法来测量频率（1） 直接计数法这种计算方法就是以基准时间nT0闸门时间来测量未知频率的f的周期T的个数，其UXX计算公式如下：N 二 T / T 二 T fx 0 x 0 x由上式可得所测频率为：Nf =Nf =干x x 0 T但是测量的时候T0和T 6不可避免的会有误差的存在最大的误差也就是被测0x6w = + = + = T号的一个脉冲，其最大误差为N T / T Tf从公式上面知道当被测频率越大则误差越小所以此x部分用来测量高频信号最为合适，（2） 间接计数法间接计数法是用被测信号的时间间隔nT作为闸门时间，通过计算时钟脉冲的个数来X计算来测量被测信号的频率，计算公式如下：N = nT /T = nf /f （其中f是所测频率）x x 00 xx由上式可得所测频率为：f = nf / Nx 0 x和直接测量的一样间接计数法也存在误差其形成原因在于基准频率的脉冲个数实际上 不为整数，其最大误差是基准脉冲的一个脉冲I，这个误差为：w = += += + N nT / T nf由此可知他可以用来测量频率较为低一些的信号这样就会产生更小的误差二频率计程序的设计思路首先我使用T2定时器用来采集信号，我选择T2定时器就是因为它可以利用系统时钟 定时同时又可以采集外面输入信号的信息，可谓是一举两得，接下来我设计了自动档 位选择程序可以根据输入信号的频率来自动决定选择合适的档位，判断使用哪种方法 来计算更为精确，频率计算完成之后就是将其输入到液晶显示程序将所测到的频率值 显示出来频率计程序设计3 主程序流程图频率计程序设计4 各部分程序的设计及参数计算4.1 定义程序变量在程序执行前，定义是非常有必要的。定义如下： #include#define SYSCLK 11059200.0 定义系统时钟 SYSCLK 为 11059200.0HZ double Timer0=0;/定义 Timer0 为双精度浮点型并赋初值为 0unsigned int PCL,PCH;定义PCL,PCH为无符号整型数据unsigned int tang=0,tang1=0; /定义 tang=tang1=0 且为无符号整型数据 unsigned int shao,shao1;/定义 shao,shao1 为无符号整型数据unsigned int T=0,T1=0;定义T=0,T1=0且为无符号整型数据unsigned int count=0,count1=0;定义 count=0,count1=0 为无符号整型数据 double fre=0;/定义 fre 为双精度浮点型并赋初值为 0bit st3=0; bit st1=0;/定义 st3，st1 为位类型的变量unsigned char xdata LCDdata11= 48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,46;/定义一个 11 列的数组 unsigned char xdata liangcheng510= 97,48,49,60,53,48,72,122,0x20,0x20, 98,53,48,60,49,48,48,72,122,0x20, 99,49,48,48,60,49,75,72,122,0x 100,49,75,60,50,53,75,72,122,0x20, 101,50,53,75,60,53,48,75,72,122;/定义一个5行10列的数组4.2 初始化程序设计void T2_Init(void);定时器T2的初始化T2C0N=0x09;/T2工作在定时方式允许定时器T2进行捕捉TL2=0;TH2=0;/定时器赋初值 00；RCAP2L=0;RCAP2H=0; / RCAP2H，RCAP2L 寄存器赋初值 00； XBR1l=0x40; /T2EX0 连接端 口引脚IE|=0xA0; /总中断使能，并且允许定时器T2中断 CKCON|=0x20;定时器T2按系统时钟频率计数void PORT_Init(void)端 口初始化XBR2l=0x40;交叉开关使能P0=0;端口寄存器赋初值为00；void LCD_Init(void) 液晶初始化unsigned int x;P6=0x09;/写命令for(x=0;xv5000;x+); 延时程序