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频率计实验报告

一、实验目的

掌握单片机、数字译码和显示单元的组成和工作原理

学习及演示任务，增强劝阻实验创新能力

二、实验要求

1、被测频率fx小于110Hz采用测周法，显示频率XXX。XXX；fx大于110Hz

采用测频法，显示频率XXXXXX；

2、可利用键盘分段测量和自动分段测量；

3、可完成单脉冲测量，输入脉冲宽度范围是100微秒--0.1秒；三、设计目的

三、基本原理

所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。若在

一定的时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表

示为f=T/N。其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号。其重复

频率等于被测频率f，时间基准信号发生器提供基准的时间脉冲信号。

若其周期为1S，则门控电路的输出信号持续时间也等于1S，门闸电路

由标准秒信号进行控制。当秒信号来到时，门闸开通，被测脉冲信号通过

闸门送到计数译码显示电路。秒信号结束时，门闸关断。计数器停止计数，

由于计数器计得的脉冲数N是在1S时间内的累计数，所以被测频率等于N

ＮＺ。

四，实验设计分析

使用数码管显示控制最简单，根据设计要求显示格式XXXX。可以准确的

显示频率大小，又由于数码管简单便宜且满足设计要求，所以选着数码管显示比

较合理。选择AT89C51作为单片机芯片，选用两位8段共阴极LED数码管实现频

率显示，利用8279作I/O口扩展，连接数码管和键盘。通过定时器1计时方式，

定时器0计数方式，定时每秒钟对外部频率计数，单片机的时钟一般需要多相时

钟，所以时钟电路由振荡器和分频器组成。

AT89C51内部有一个用于构成振荡器的可控高增益反向放大器。两个引脚

XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。在片外跨接一晶振和两个匹

配电容C1、C2如图4.3所示，就构成一个自激振荡器。振荡频率根据实际要求

的工作速度，从几百千赫至24MHz可适当选取某一频率。匹配电容C1、C2要根

据石英晶体振荡器的要求选取。

当晶振频率为12MHz时,C1C2一般选30pF左右。上述电路是靠AT89C51单片

机内部电路产生振荡的。也可以由外部振荡器或时钟直接驱动AT89C51。本设计

采用内部电路产生振荡。

系统原理框图

选择AT89C51作为单片机芯片，选用两位8段共阴极LED数码管实现频率显

示，利用8279作I/O口扩展，连接数码管和键盘。通过定时器1计时方式，定

时器0计数方式，定时每秒钟对外部频率计数，把计数值通过8279芯片在数码

管上显示。如图4.1所示。

P3.4

启动键

8051

晶振电路

数据

复位电路8279四位位数码

管

图4.1系统原理框图

时钟电路和复位电路

1.时钟电路

单片机的时钟一般需要多相时钟，所以时钟电路由振荡器和分频器组成。

AT89s52内部有一个用于构成振荡器的可控高增益反向放大器。两个引脚

XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。在片外跨接一晶振和两个匹

配电容C1、C2如图4.3所示，就构成一个自激振荡器。振荡频率根据实际要求

的工作速度，从几百千赫至24MHz可适当选取某一频率。匹配电容C1、C2要根

据石英晶体振荡器的要求选取。

当晶振频率为12MHz时,C1C2一般选30pF左右。上述电路是靠AT89s52单片

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机内部电路产生振荡的。也可以由外部振荡器或时钟直接驱动AT89s52。本设计

采用内部电路产生振荡。

五，实验要求实现

基本电路设计

单片机最小系统模块包括主控单元和基本外围电路