基於單片機的數字頻率計的設計

『壹』 基於單片機的頻率計設計問題

單片機即MCU（MICRO CTROL UNIT） 翻譯成中文就是微型控制單元。它的應用遍及各個領域單片機正朝著高性能和多品種方向發展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內裝化等幾個方面發展。並且由於單片機具顯著的優點，它已成為科技領域的有力工具，人類生活的得力助手。

頻率測量在科技研究和實際應用中的作用日益重要。傳統的頻率計通採用組合電路和時序電路等大量的硬體電路構成，產品不但體積較大，運行速度慢，而且測量低頻信號時不宜直接使用。頻率信號抗干擾性強、易於傳輸 ,可以獲得較高的測量精度。同時 ,頻率測量方法的優化也越來越受到重視.並採用 AT89C51片機和相關硬軟體實現。

MCS—51單片機具有體積小，功能強，性能價格比較高等特點，因此被廣泛應用於工業控制和智能化儀器，儀表等領域。我們研製的頻率計以89c51，具有性能優良，精度高，可靠性好等特點。

實現一個寬頻域，高精度的頻率計，一種有效的方法是：在高頻段直接採用頻率法，低頻段採用測周法。一般的數字頻率計本身無計算能力因而難以使用測周發，而用89c51機構成的頻率計卻很容易做到這一點。對高頻段和低頻段的劃分，會直接影響測量精度及速度。經分析我們將f=1MHz做為高頻，採用直接測頻法；將f=1Hz做為低頻，採用測周期法。為了提高測量精度，我們又對高低頻再進行分段。

以89C51機為控制器件的頻率測量方法，並用C語言進行設計，採用單片機能控制，結合外圍電子電路，得以高低頻率的精度測量。最終實現多功能數字頻率計的設計方案，根據頻率計的特點，可廣泛應用於各種測試場所。

在基礎理論和專業技術基礎上，通過對數字頻率計的設計，用十進制數字來顯示被測信號頻率的測量裝置。以精確迅速的特點測量信號頻率，在本設計在實踐理論上鍛煉提高了自己的綜合運用知識水平，為以後的開發及科研工作打下基礎。

『貳』 單片機開題報告範文

隨著單片機由於其較小的體積和很高的性價比,而在各種電子產品中受到廣泛的應用和發展,單片機的研發人員也在不斷的進行技術上的革新。下面是我為大家整理的單片機開題報告範文，歡迎閱讀。

單片機開題報告範文篇1：

基於單片機數字頻率計設計開題報告

一、選題的依據及意義：

本課題主要研究如何用單片機來設計數字頻率計。因為在電子技術中，頻率的測量十分重要，這就要求頻率計要不斷的提高其測量的精度和速度。在科技以日新月異的速度向前發展，經濟全球一體化的社會中，簡潔、高效、經濟成為人們辦事的一大宗旨。在電子技術中這一點表現的尤為突出，人們在設計電路時，都趨向於用竟可能少的硬體來實現，並且盡力把以前由硬體實現的功能部分，通過軟體來解決。因為軟體實現比硬體實現具有易修改的特點，如簡單的修改幾行源代碼就比在印製電路板上改變幾條連線要容易的多，故基於微處理器的電路往往比傳統的電路設計具有更大的靈活性。

因為數字頻率計是計算機、通訊設備、音頻視頻等科研生產領域必不可少的測量儀器，所以頻率的測量就顯得更為重要。在數字電路中，頻率計屬於時序電路，它主要由具有記憶功能的觸發器構成。在計算機及各種數字儀表中，都得到了廣泛的應用。本課題採用的是直接測頻式的頻率計，設計原理簡單、電路穩定、測量精度高，大大的縮短了生產周期。

二、國內外研究概況及發展趨勢(含文獻綜述)：

由於當今社會的需要，對信息傳輸和處理的要求不斷提高，對頻率的測量的精度也需要更高更准確的時頻基準和更精密的測量技術。而頻率測量所能達到的精度，主要取決於作為標准頻率源的精度以及所使用的測量設備和測量方法。目前，測量頻頻的方法有直接測頻法、內插法、游標法、頻差倍增法等等。直接測頻的方法較簡單，但精度不高。頻差倍增多法和周期法是一種頻差倍增法和差拍法相結合的測量方法，這種方法是將被測信號和參考信號經頻差倍增使被測信號

的相位起伏擴大，再通過混頻器獲得差拍信號，用電子計數器在低頻下進行多周期測量，能在較少的倍增次數和同樣的取樣時間情況下，得到比測頻法更高的系統解析度和測量精度，但是仍然存在著時標不穩而引入的誤差和一定的觸發誤差。

在電子系統廣泛的應用領域中，到處看見處理離散信息的數字電路。供消費用的冰箱和電視、航空通訊系統、交通控制雷達系統、醫院急救系統等在設計過程中都用到數字技術。 數字頻率計是現代通信測量設備系統中必不可少的測量儀器，不但要求電路產生頻率的准確度和穩定度都高的信號，也要能方便的改變頻率。

數字頻率計的實現方法主要有：直接式、鎖相式、直接數字式和混合式

(1)直接式

優點：速度快、相位雜訊低，但結構復雜、雜散多，一般只應用在地面雷達中。

(2)鎖相式

優點：相位同步的自動控制，製作頻率高，功耗低，容易實現系列化、小型化、模

塊化和工程化。

(3)直接數字式

優點：電路穩定、精度高、容易實現系列化、小型化、模塊化和工程化。

三、研究內容及實驗方案：

研究內容：本課題設計以單片機為核心，設計一種數字頻率計，應用單片機中的定時器/計數器和中斷系統等完成頻率的測量。

實驗方案：

圖1 頻率計總體設計框圖

四、目標、主要特色及工作進度

目標：

基於單片機的數字頻率計，畫出電路圖並用軟體模擬

工作特色：

(1)運用了單片機技術;

(2)運用了C語言、電路等知識;

(3)採用電腦等工具;

(4)採用顯示模塊、分頻模塊、單片機模塊等;

(5)簡單易理解，十分實用。

工作進度：

1、查閱文獻，翻譯英文資料，書寫開題報告; 第1---4周

2、相關資料的獲取和必要知識的學習 ; 第5---9周

3、設計系統的硬體和軟體模塊並調試 第10--14周

4、撰寫論文; 第15--16周

5、總結，准備答辯; 第17周

五、參考文獻

[1]李學海著.標准80C51單片機基礎教程.北京航空航天大學出版社,2006

[2] 戴仙金主編.51單片機及其C語言程序開發實例.清華大學出版社,2008

[3] 李誠人.高宏洋等.嵌入式系統及單片機應用,清華大學出版社,2005

[4] 龔運新編著.單片機C語言開發技術.清華大學出版社,2006

[5] 張天凡等編著.51單片機C語言開發詳解.電子工業出版社,2008

[6] 張義和.王敏男等.例說51單片機(C語言版).人民郵電出版社,2008

[7] 張洪潤、劉秀英、張亞凡等.單片機應用設計200例 .北京航空航天大學出版社,2006

[8] 彭為、黃科、雷道仲等.單片機典型系統設計實例精講.電子工業出版社, 2006

[9] 李學海著.標准80C51單片機基礎教程.北京航空航天大學出版社,2006

[10] 李朝青.單片機原理及介面技術[M].北京航天航空大學出版社，1998.

[11] 余發山，王福忠.單片機原理應用技術[M].徐州:中國礦業大學出版社，2003.

[12]V.Yu.Teplov,A.V. Anisimov.Thermostatting System Using a Single-Chip Microcomputer and Thermoelectric Moles Based on the Peltier Effect[J] ,2002

[13] Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scale[J]. Powder and Bulk Engineering. 1995

[14]WeiXiaoRu,JuJianZhi.Design of a CCD's driving circuit based on ATmega16.Microcomputer&Its Applications,2010,(16).

[15]HeLianYun,The Traffic Signal Lamp System Controlled with Single Chip Microcomputer.Computer Study,2008,(01).

單片機開題報告範文篇2：

基於單片機的火災報警器

一、畢業設計(論文)課題來源、類型

課題來源：生產(社會)實踐

課題類型：畢業設計

二、選題的目的及意義

對於廣大居民，尤其是單獨居住的老人，無人看護的病人、嬰幼兒童等弱勢群體在遇到火災時，行動不便，逃生能力不強，逃生所需時間相對較長，對他們來說火災的早期報警，爭取更多的逃生時間或者及時通知救援人員，避免造成人員傷亡，顯得更為重要。

火災報警器可以讓百姓的家居生活更加安全，本報警器是一個由單片機控制的火災煙霧濃度、溫度檢測系統，它將感測器輸出地電壓信號進行A/D轉換、濾波、線性化，由單片機將電壓值轉換為氣體濃度和溫度送LCD1602液晶顯示，並判斷是否超過報警上限，若超過，則發出聲光報警[1]，並將報警情況通過GSM模塊發出，同時可以實現消防局對火災報警的集中接警，專業化處警，以最少的投資實現最快的接警和處警。同時還為接處警人員提供方便快捷的輔助決策手段，提高消防隊伍快速反應的能力，密切警民關系。高效的工作，還可以減少火災給居民帶來的人生安全的危害和財產的損失。

三、本課題在國內外的研究狀況及發展趨勢

以火災自動報警技術為核心的建築消防系統，是預防和遏制建築火災的重要保障。近年來，我國火災自動報警工程應用技術實現了較快發展。但由於在實際應用中，火災自動報警系統的通訊協議不一致，火災自動報警工程技術水平還相對落後，還存在著一些比較突出的問題。

(1)適用范圍過小。我國火災自動報警系統技術比美、英等發達國家起步較晚，安裝范圍主要是《高層民用建築設計防火規范》、《建築設計防火規范》規定的場所和部位，而在易造成群死群傷的中小型公眾聚集場所和社區居民家庭甚至部分高層住宅都沒有規定安裝火災自動報警系統，適用范圍過小，防範措施不到位。

(2)智能化程度低。我國使用的火災探測器雖然都進行了智能化設計，但由於感測器探測的參數較少、支持系統的軟體開發不成熟、各種演算法的准確性缺乏足夠驗證、火災現場參數資料庫不健全等，火災自動報警系統難以准確判定粒子(煙氣)的濃度、現場溫度、光波的強度以及可燃氣體的濃度、電磁輻射等指標，造成遲報、誤報、漏報情況較多。

(3)網路化程度低。我國應用的火災119動報警系統形式基本上以區域火災自動報警系統、集中火災自動報警系統和控制中心火災自動報警系統為主，安裝形式主要是集散控制方式，自成體系，自我封閉，尚未形成區域性網路化火災自動報警系統。

(4)組件連接方式有待改善。火災自動報警系統以多線制和匯流排制連接方式為主，探測器和報警器及控制器之間是採用兩條或多條的銅芯絕緣導線或銅芯電纜穿管相接，存在耗材多、成本高、抗干擾能力差的缺點。同時，銅導線耐高溫性能差、易磨損，系統施工維修復雜，影響了火災自動報警系統的可靠性和更廣泛的應用。

(5)火災自動報警系統誤報、漏報問題較多。由於火災探測器的安裝環境極其復雜，加之各種感測器在探測火災方面存在著某些先天不足，無法准確地感應各種物質在燃燒過程中所特有的聲波、光譜、輻射、氣味等諸多方面發生的微妙變化，對火災發生過程中所產生的不同粒徑和顏色的煙存在探測“盲區”，誤報、漏報現象時有發生。

(6)超早期火災探測器技術應用還幾乎處於空白。國外已開發出適合潔凈空間高靈敏度感煙火災探測報警系統，如激光式高靈敏度煙火災探測器，吸氣式高靈敏度感煙火災探測報警系統和氣體火災探測報警系統，與普通火災探測報警系統相比，其探測靈敏度提高了兩個數量級，甚至更多，這些系統採用了激光粒子計

數、激光散射等原理監視被保護空間，以單位體積內粒子增加的多少來判斷是否發生火災，系統可在火災發生前幾小時或幾天內識別潛在的火災危險性，實現超早期火災報警。而該技術我國目前還處於起步階段，有待進一步研究開發使用[2]。

針對上述問題，火災自動報警應用技術進一步著眼於當前國際發展的新形勢，加快更新改造進程，加強對數字技術和新工藝、新材料的應用，改進系統能力，使火災自動報警應用技術向著高可靠、低誤報和網路化、智能化方向發展。當前，國外火災自動報警應用技術的發展趨勢主要表現為網路化、智能化、多樣化、小型化、社區化、藍牙化、高靈敏化等。這也是火災自動報警應用技術的研究發展趨勢。

四、本課題主要的研究內容

設計一種以STC89C52單片機為核心的火災檢測與報警系統，可以通過氣體感測器實時獲取可燃氣體濃度、溫度感測器獲得火災現場溫度，並通過LCD1602液晶顯示，當濃度或溫度超過限定值時則報警並且把報警情況發送到報警器所設定的終端上。以方便人們更好的掌握安全狀況，提高生活質量。

五、擬採取的方法、技術或設計(開發)工具

本設計主要以MCS-51系列單片機STC89C52為控制核心，它自帶8K的FLASH程序存儲器，它的核心處理單元為8位。數據處理主要是對數字溫度感測器18B20採集溫度數據和對MQ-2煙物感測器進行AD採集，並進行邏輯判斷，根據數據的具體情況輸出到數碼管顯示和使蜂鳴器動作[3]。整個單片機應用系統的設計分為硬體電路設計和軟體編程設計兩大部分;其中硬體電路設計包括溫度採集電路，MQ-2煙物感測器電路，單片機控制電路，顯示電路，報警與控制電路和GSM模塊。軟體設計部分包括系統主程序，溫度採集子程序，數碼管顯示子程序，GSM模塊子程序和輸出驅動子程序，均採用51系列C語言編程實現。

六、本課題進度安排、各階段預期達到的目標

進度計劃：

2014.12.15 - 2015.3.1： 查找資料、搜集相關素材

2015.3.2 - 2015.3.6：完成需求分析

2015.3.7 - 2015.3.12： 完成概要設計

2015.3.13 - 2015.4.1：完成詳細設計

2015.4.2 - 2015.4.10完成編碼

2015.4.11 - 2015.4.13： 完成軟體測試

2015.4.14 - 2015.4.25：整理資料、撰寫設計報告

2015.4.26 - 2015.4.30：根據導師要求，完善畢業設計和設計報告

『叄』 51單片機的數字頻率計

本應用系統設計的目的是通過在「單片機原理及應用」課堂上學習的知識，以及查閱資料，培養一種自學的能力。並且引導一種創新的思維，把學到的知識應用到日常生活當中。在設計的過程中，不斷的學習，思考和同學間的相互討論，運用科學的分析問題的方法解決遇到的困難，掌握單片機系統一般的開發流程，學會對常見問題的處理方法，積累設計系統的經驗，充分發揮教學與實踐的結合。全能提高個人系統開發的綜合能力，開拓了思維，為今後能在相應工作崗位上的工作打下了堅實的基礎。

1.1數字頻率計概述
數字頻率計是計算機、通訊設備、音頻視頻等科研生產領域不可缺少的測量儀器。它是一種用十進制數字顯示被測信號頻率的數字測量儀器。它的基本功能是測量正弦信號，方波信號及其他各種單位時間內變化的物理量。在進行模擬、數字電路的設計、安裝、調試過程中，由於其使用十進制數顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，經常要用到頻率計。
本數字頻率計將採用定時、計數的方法測量頻率，採用一個1602A LCD顯示器動態顯示6位數。測量范圍從1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，時基寬度為1us,10us,100us,1ms。用單片機實現自動測量功能。
基本設計原理是直接用十進制數字顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它以測量周期的方法對正弦波、方波、三角波的頻率進行自動的測量。
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1.2頻率測量儀的設計思路與頻率的計算

圖1 頻率測量原理圖

頻率測量儀的設計思路主要是：對信號分頻，測量一個或幾個被測量信號周期中已知標准頻率信號的周期個數，進而測量出該信號頻率的大小，其原理如右圖1所示。

若被測量信號的周期為，分頻數m1，分頻後信號的周期為T，則：T=m1Tx 。由圖可知： T=NTo
（註：To為標准信號的周期，所以T為分頻後信號的周期，則可以算出被測量信號的頻率f。）
由於單片機系統的標准頻率比較穩定，而是系統標准信號頻率的誤差，通常情況下很小；而系統的量化誤差小於1，所以由式T=NTo可知，頻率測量的誤差主要取決於N值的大小，N值越大，誤差越小，測量的精度越高。

1.3 基本設計原理

基本設計原理是直接用十進制數字顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它以測量周期的方法對正弦波、方波、三角波的頻率進行自動的測量。
所謂「頻率」，就是周期性信號在單位時間（1s）內

『肆』 各位老鐵，小弟在論文進行答辯的時候碰到了點問題，論文題目是基於51單片機的數字頻率計設計

1。單片機測量的是方波信號，如果是其它波形或幅度不合適，就進行放大和整形
2。.該信號進入單片機的哪個引腳，如果用定時器0作為計數器，輸入引腳是P3.4
如果用定時器1作為計數器，輸入引腳是P3.5 如果測單個脈沖寬度（或周期），可以輸入任意引腳，但最好用中斷引腳P3.2或P3.3
3。.信號進入引腳之後怎麼計算它的程序
用另外一個定時器定時50ms，測50ms內有多少個脈沖輸入，然後乘以20（即1S）即是頻率