摘 要

本文主要研究多功能测频仪利用电子器件的实现，多功能测频仪功能主要为测量输入外部脉冲信号的频率周期等各种参数。本次设计的多功能测频仪不同于市场上的普通测频仪，在结构上进行了优化与调整，所以能够更加广泛测量脉冲信号的不同参数，因此在许多场合拥有广泛实用性。本文主要讲述了一种基于51单片机的测频仪的设计方法，该方案最终输出的电信号通过LCD液晶屏进行显示。本文详细介绍了硬件电路的设计方案，它由几大模块组成：信号发生电路，信号整形电路，单片机最小系统电路，数字显示电路，电源电路，单片机按键电路等。本次设计整体的控制核心是STC89C52单片机，将信号发生器的信号连接到单片机的输入输出口，利用单片机准确的测量出输入脉冲信号的参数，并通过控制电压转换模块LM311来调节输出信号的波形，而最终输出的信号显示在LCD1062液晶显示屏上，初步设计测量频率为1HZ-65535HZ，可以根据不同的情况通过按键对于测量的信号频率范围进行调节。

关键词：直流稳压电源、STC89C52单片机、脉冲信号发生器，信号整形电路，LCD液晶显示屏

Abstract

This paper mainly studies the realization of the multi-functional frequency measuring instrument by using electronic devices. Its function is mainly to measure various parameters of the input pulse signal. The multi-function frequency measuring instrument is different from the common frequency measuring instrument on the market, which can measure the different parameters of the pulse signal more widely, so it has a wide range of practicability in many occasions. This paper mainly describes a design method of frequency measuring instrument based on 51 single chip microcomputer. The final output electric signal of the scheme is displayed by LCD screen. This paper introduces the design of the circuit in detail, which consists of several modules: signal shaping circuit, the minimum system of single chip microcomputer, digital display circuit, power circuit, etc. The whole control core of this design is STC89C52 single chip microcomputer, which connects the signal generator signal to the input and output port of the single chip microcomputer, uses the single chip microcomputer to accurately measure the signal parameters, and controls the voltage conversion module lm311 through the D / a chip (DAC0832) to adjust the size of the output signal, and the final output signal is displayed on the lcd1062 liquid crystal display screen and the digital is displayed on the display screen The preliminary design measurement frequency is 1hz-65535hz.

Key words: power supply, STC89C52 single chip microcomputer, pulse signal, signal shaping, LCD

目录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 课题的主要工作及设计目标 2

第2章 多功能测频仪总体设计方案 3

2.1 方案设计思想 3

2.2 方案选择 3

方案一 3

方案二 3

方案三 4

2.3 系统总体方案设计 5

第3章 多功能测频仪的硬件电路设计 6

3.1 电源模块 7

3.2单片机模块 8

3.2.1 单片机简介 8

3.2.2 单片机最小系统设计 9

3.3 复位电路 9

3.4波形整形电路 10

3.5数字显示电路 11

3.6系统总体框图 12

3.7 时钟电路 12

3.8量程选择电路 13

3.9 信号发生器 13

3.10数模转换器 14

3.11 单片机按键电路 14

第4章 多功能测频仪的软件设计 14

4.1 软件设计思路 15

第5章 软件仿真与硬件调试 17

5.1 Proteus 17

5.2软件仿真 17

5.3硬件调试 19

第6章 结论 20

参考文献 22

附录A: 部分程序代码 23

致谢 24

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

单片机技术的发展伊始是从上个世纪九十年代，由于时代的不断进步与电子科学与技术技术的不断发展，目前单片机技术的实践应用日渐成熟，所以单片机在各个领域得到了广泛的应用。而测频仪作为通信领域的基础仪器，在电子通信领域可以说是拥有不可或缺的地位。无论是基础的生产车间还是高端实验室都少不了对多功能测频仪的应用，我们学院大量需要的示波器等仪器就是以它为基础进行制造的。目前，电子技术研究人员面临着越来越严格的精度要求，这使得人们不得不对多功能测频仪提出越来越严苛的要求。测频仪又称为频率计数器，是一种专门对被测信号参数进行测量的电子测量仪器。测频仪主要由四个部分构成：时基电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。伴随着这样的现状，多功能测频仪的发展进入了新的高速发展时期，在电子行业的许多工程师开始了对测频仪的设计与研究。过去传统的测频仪，既不方便也不实用，由于设计简单等原因，存在一些不能解决的问题：精度低、读数难、易损坏等缺陷。随着单片机本身时钟频率和精度的不断加深，基于单片机所设计出来的测频仪的精度越来越高，功能越来越多，可以有效解决以上几个问题。

1.2 国内外研究现状

这些年来，根据摩尔定律显示，IC上面可以容纳的晶体管数量每一年半就可以增加一倍，性能也提高成之前的两倍。可以说我国的电子技术行业正在进行飞速的发展，这也间接的促进了测量设备的发展。由于我国华为等企业的不断崛起和我国制造大国的身份，我国在世界信息领域的重要性不断加深加大。由于我国的人口众多而人与人的通信是必不可少的，所以电子通信领域一直是我国重点关注研究的领域。伴随着5G技术的逐渐实现，即使在各个制造行业中，电子制造行业也显得越来越重要，国内外的测试技术面临着严峻的机遇和挑战。

单片机拥有这制作简单，成本低廉，方便携带等诸多优点。由于单片机体积小，可以嵌入到各个控制系统当中，所以可以说单片机改变了我们生活,为我们提供了难以想象的便利。纵观我们现在的各个领域,从国防武器系统的导航装置,到交通工具上各种仪表的控制,从电子通讯设备的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的系统控制和实时数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能信息卡、电子APP等,这些功能的实现都离不开单片机,。而单片机的应用范围十分巨大，目前人们对于它的应用远远不够，单片机有着广阔的应用前景。