毕业设计开题报告基于单片机频率计设计.doc

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1、海口经济学院信息工程学院电子信息工程专业毕业设计（论文）开 题 报 告课题题目：基于单片机频率计设计 姓 名： 学 号： 年级专业：2010级电子信息工程 学 期：2013-2014第7学期 指导教师： 职 称： 讲师 开题时间： 2013.11.7 海口经济学院信息工程学院本科毕业设计（论文）开题报告（范文）题 目基于单片机的频率计设计一、 选题目的及意义随着科学技术的日益发展和进步，人们对各类电子科技产品的需求不断的提高，数字化、智能化的电子产品越来越受到欢迎，由此带动的数字电路以及集成电路等基本电路的运用和发展更是一个让人瞩目的时期。数字式频率计是一种基础测量的电子计数器，到目前为止已有

2、30多年的发展史。传统的频率计大多采用TTL数字电路设计而成，其电路复杂、耗电多、体积大、成本高。随后大规模专用IC（集成电路）出现，如ICM7216，ICM7226频率计专用IC，使得频率计开发设计变得简单，但由于价格较高，因此利用IC设计数字频率计的较少。现在，单片机技术发展非常迅速，采用单片机来实现数字频率计的开发设计，实现频率的测量，不但测量准确，精度高，而且误差也很小。在这次，正处毕业季的我，作为一名初出茅庐的IT“人才”，决定开始从简单、实用的基于单片机AT89S52的数字频率计的设计和制作进行全面的认识、探索和研究。争取设计一款大众化、简易的频率计。此次选题的主要目的在于通过对单

3、片机、高集成度芯片以及相关智能仪器的调查和研究，结合自己的专业知识，能够在以往基于单片机的数字频率计的设计,设计出一款相对简便、精度高、便携、适于大众使用的简易频率计。同时，我认为基于单片机的频率计设计涉及了多方面的知识，很好的囊括了大学四年的专业课：模电、数电、自动控制、电子测量技术、微机原理、智能仪器课程等专业课，可很好实现在毕业前对自己的专业进行一个综合能力检测，做到对大学四年所学有一个全面复习，并做到学以致用，为以后自己的工作打下坚实的基础。二、选题设计的思路和方案基于单片机频率计的设计主要是对传统频率计的升级，根据被测电路的输入信号，准确、快速地将所测得结果通过显示电路以数字形式输出

4、，实现频率计的简易化、智能化、数字化，大众化。（一） 设计思路采用单片机为系统控制核心的数字频率计。极大的发挥出单片机控制的数字频率计体积小，精度高，测量范围广，易于扩展功能，可实现智能化、自动化强度高，便于控制等一系列优势。具体设计一款用于测量当前输入规则波形（方波、三角波、正弦波）的频率计。 1、设计具体定位： 可实现对输入波形为矩形波、正弦波、三角波等波形的测量，例如：输入为矩形波，假设是对其低电平为0伏，高电平为5伏的测量。5伏的输入电平和AT89S52单片机的引脚电平兼容。因此可以直接将其接入单片机以及其他和单片机引脚电平兼容的芯片上。 输入波形频率控制在1HZ-1MHZ，使得单片机

5、在12MHZ的工作频率下，直接利用定时计数器进行计数。 使其测量精度为1HZ，同样在单片机的工作频率下，可以直接利用定时计数器达到该分辨度。 对测量结果进行显示输出：由于仅仅显示频率值，所以可以使用数码管或者字符类型的液晶模块来显示。 同理，按照上述方法和步骤，改变输入波形的类型，依次对不同输入波形进行测量。（二）方案设计1、总体方案设计电子计数式频率计主要由四个部分组成，即主控电路、电子计数式频率计主要由四个部分组成，即主控电路、时基（T）电路、输入电路、计数显示电路，具体见图1所示。 图1 系统总体框图 2、 频率计的硬件设计频率计硬件设计可以分为单片机的核心模块以及现显示模块设计两个模块

6、。 2.1、AT89S52单片机核心模块：由上述具体的输入波形波，我们可以知道AT89S52单片机集主控电路和时基电路于一体，包括AT89S52单片机的一个最小系统。即频率计使用AT89S52单片机内部定时计数器来进行输入频率的测量，将输入的频率信号直接连接到单片机P3.4(T0)引脚上。 2.2.显示模块 用于显示频率计的输出。综合考虑到驱动方便、显示清楚、形象等因素，LCD液晶显示屏与传统的阴极射线管（CRT）相比，LCD占用空间小，低功耗，低辐射，无闪烁，降低视觉疲劳，工作电压低（1.5到6V），使用功能更为智能化并能直接与CMOS等集成电路匹配。因此此次频率计决定使用16*2字符型液晶

7、显示模块RT-1602C液晶显示器来显示频率值。3、频率计的软件设计 频率计的软件也可以划分为频率测量和计算以及显示驱动两个模块。 3.1频率测量和计算模块：测量当前的频率值，并且将其规格化为可以送出给数码管显示的数据。其具体工作流程如下： 定时/计数器T0计算出1秒钟外加在其引脚上的脉冲个数； 定时/计数器T0的数据寄存器TH0和TL0的值拼接得到当前的频率值。 将当前的频率值拆分为显示数据，主要是查找并且存储对应的字形编码。 3.2显示驱动模块：将测量得到的当前频率值送到LCD液晶显示屏中。即扫描和输出待显示数据，这些功能可以在定时/计数器T1的中端服务子程序函数中实现。由定时/计数器T1

8、的终端服务子函数，控制单片机引脚对LCD液晶显示屏进行扫描，并且将对应的显示数据输出。其具体的程序编写流程如下： 定义所有总线地址 编写底层程序（查忙，写数据，读数据） LCD初始化 清屏（向DDRAM所有地址写0） 指定位置显示一个ASCII码 指定位置显示数值。 （三）频率测量原理分析 被测信号经放大整形（转换成方波）后送入闸门；晶振信号经分频得时间基准送门控电路，门控电路在所选时间基准内输出高电平，从而打开主闸门；在主闸门打开期间，被测信号整形后的脉冲通过主闸门进入计数器被计数；然后再译码和显示。 具体如图所示，其中频率为fx的被测信号经A通道放大整形后输往主门(闸门)。同时，晶体振荡器

9、输出信号经分频器可获得各种时间标准(称时标)，闸门时间选择开关将所选时标信号加到门控双稳，再经门控双稳形成控制主门启闭的作用闸门时间T。则在所选T内主门开启，被测信号通过主门进入计数器计数。若计数器计数值为N，则被测信号的频率fx为： fx N/T 图2 频率测量原理图三、选题相关支持条件（理论知识、软件及硬件条件等） （一）理论知识：海口经济学院图书馆拥有多种中外文网络数据库和大量电子期刊，学院资料室也有大量专业文献资料，能满足项目所需文献资料。 （二）软件条件： 1、Proteus软件，具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。可

10、以从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。2、 Protel DXP 2004软件，由多个模块组成的系统工具，分别是SCH（原理图）设计、SCH（原理图）仿真、PCB（印制电路板）设计、Auto Router（自动布线器）和FPGA设计等，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。3、 C语言编写程序，以及KEIL编译软件 （三）硬件条件：单片机AT89S52 ，计算机，制版机 （四）参考文献 1、王化祥，张淑英。传感器原理及应用M。天津:天津大学出版社，2005年； 2、张俊謨。单片机中级教程M。北京：北京航空航天大学出版社，200

11、6年； 3、李志全等。智能仪表设计原理及应用M。国防工业出版社，1998年； 4、郑建国。一种高精度的铂电阻温度测量方案，自动化仪表M，1997年； 5、刘雪根.数字频率计的误差分析J.自动化与仪表，1996，3：23-24； 6、周航慈.单片机应用程序设计M，北京航空航天大学出版社，1991年；四、选题的主攻方向、研究方法、技术路线以及预期目标定位、 本设计主攻方向为电子测量中的测频法、测周法、测相差法为基本原理，以相关计数法测频为主要实现手段，以设计高频宽低误差的时间、频率测量系统为主体目标。（一） 基本目标方向 能实现对矩形波、正弦波、三角波的波形进行初步测量，且测量值可通过LCD显示屏

12、电路较快速、准确、清晰地以十进制形式显示出来。（二） 具体目标定位 本设计是基于单片机预期实现功能和技术指标如下： 1、频率测量 测量范围 信号：矩形波、正弦波、三角波 幅度：05V 频率：1HZ1MHZ 测试误差 1hz(最大闸门时间为10s) 2、周期测量 （技术指标及要求同频率测量） 3、周期脉冲信号占空比测量 测量范围 频率：1HZ-1MHZ 幅度：0-5V 占空比变化范围：10%-90% 测量误差 0-1%（三） 具体设计要求说明1、小信号放大和整形电路中的，频率测量、周期测量应实现电路是实模型及相应软件设计和调试，对于周期脉冲信号占空比测量要实现在Proteus软件上完成仿真电路设

13、计。2、另外，硬件制作部分，要经采Protel DXP 2004软件绘制出排版合理分模块的PCB图，用制版机尽量争取制出比较精细的硬质电路板，以实现最后组装的美观，大方。五、进度安排（描述具体年月区间的研究进度及内容等）：第1周至第2周：通过互联网收集资料，调查毕业论文的背景以及详细查看计算机软件方向专业的优秀毕业生的毕业论文。第3周：撰写开题报告第4周：开题答辩第5周（3月16日至29日）：学习相关开发工具同时查阅本次设计相关论文资料就本次设计进行需求分析 ；第6周至第9周（3月30日至4月26日）：进行毕业实习，并根据分析阶段所获得相关文档进行设计，并初步完成各个模块的相关功能；第10周至

14、第11周（4月27日至5月10日）：测试并完成各功能模块,形成可运行的系统，并准备各项相关材料，书写毕业设计（论文）；第12周（5月11日至17日）：毕业设计（论文）定稿与装订，指导老师完成评阅意见；第13周到第14周（5月28日至30日）：毕业设计答辩。指导教师意见：指导教师签名： 年 月 日专家组意见：组长签名：成员签名： 年 月 日信息工程学院毕业设计(论文)开题报告评分标准指标说明考核标准通过不通过设计（论文）选题题目大小、专业角度、深度是否合适，技术难度、理论意义或实用价值具有一定新意、研究难度或实用价值；研究目的、内容明确选题不当，在研究或技术方面不明确，或达不到本科专业人才培养目

15、标要求。实施方案、进度安排方案目标是否明确，内容是否丰富，思路如何，进度安排是否合理目标基本明确，解决问题的思路清晰，内容清楚，在若干方面有新意或具有实用性，研究进度安排合理目标不明确或有错误，内容不具体；研究方法简单，技术路线不严密，技术难度过低，没有抓住技术关键；研究进度安排不合理方案可行性方案可行性程度文献调研充分，设计技术方案基本可行；基本掌握技术关键，对可能遇到的主要问题，分析基本正确，开题条件基本具备文献调研不充分，技术方案不明确或有错误；不熟悉技术关键，不能正确分析可能遇到的主要问题，开题条件不成熟；预期达到的研究目标过高或过低。表达质量文字及综合表达能力；回答问题简洁性、准确性；格式规范性能正确阐述主要内容，层次清楚；回答问题简洁，基本准确；开题报告格式规范阐述条理不清楚，报告内容不清楚；不能准确回答问题；开题报告格式不规范备注：其中“论文选题”、“实施方案、进度安排”、“方案可行性”实行一票否决。