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基于51单片机的频率计

设计一个能产生固定频率的电路,然后在单片机处理后显示固定频率的系统。

指标:该系统能够产生31个KHz进入单片机脉冲采集后,方波可在液晶上显示频率。要求:所使用的知识应涉及模拟电路知识和数字电路知识。 如果该设计能产生固定频率的方波,并且能显示其测量系统。目前市场上有很多芯片能够直接输出方波,但是为了体现模拟电路和数字电路的综合应用,本题目采用简单的RC振荡电路产生正弦波,然后通过比较器输出方波,然后通过分频器进入单片机采集处理。该方案采用RC桥式振荡电路产生正弦波,电路简单,成本低,但该方案最大的缺点是电路的工作频率一般低于1MHz。由运输组成RC串并联正弦波振荡电路不是通过放置内部晶体管进入非线性区域,而是通过引入外部负反馈来实现稳定幅度,因此稳定性不是很高。得到正弦信号后,进入过零比较器将正弦信号转换为方波,然后通过数字芯片JK二分频后,触发器或D触发器发器或D触发器。 根据复杂的程序设计理念-模块化程序设计,分析和确定程序的总体设计目标:频率计的基本功能和部分扩展功能后,将总体目标分为多个模块(设计框图1、子程序,见下)。 按以下顺序进行程序设计思路: 1. 总体设计目标的分析和确定 2. 将总体目标为几个模块 3. 定义每个模块的具体任务,明确其与其他模块的通信方式 4. 编制源程序,调试 在这里插入图片描述 由单片机系统设计,RC振荡电路、比较器、分频器和0.96OLED液晶显示。整体框架见下图。 电路设计:STC89C52RC单片机最小系统 键盘 lm393N LM358 液晶显示 74LS112D等 由三部分组成:RC桥式振荡电路、过零比较和分频电路组成。它能产生固定频率的方波信号。 下图单片机显示电路,可采集处理电路输出显示电路输出信号。 常见的RC正弦波振荡电路RC串并正弦波振荡电路,又称文氏桥正弦波振荡电路,如下所示。电路由放大器和RC串联和并联网络由两部分组成。放大器部分由同比放大电路组成。放大电路的输出电压与输入电压相同。输入端。电路中的R5,R6,C1,C选频环节和正反馈等4个元件串,并联组成电路。自激反馈信号来自C2,R5并联电路两端。RC振荡后,荡电路振荡后,振荡器振幅会继续增加,直到最大输出电压限制输出波形产生非线性失真。因此,振荡电路需要增加稳压二极管,以稳定输出电压的振幅。 为了使电路能振荡,要满足起振条件,即要求|AF|>1,而F=1/(3 j(w/wo-wo/w)),|A|=1 Rf/R3。当w=wo时,要求|A|>3,即R6>2R7。 电路振荡频率为 f=1/2πRC 用过零比较器将正弦波整成方波。所谓过零比较器,是指电压为零的比较器。一个输入端连接到集成运输的地面,另一个输入端连接到输入信号,构成过零比较器。当输入信号电压大于0时,电路输出的高低电平取决于输出的振幅值输出电压。由于过零比较器电路简单,但输出电压范围较高,用背靠背稳压管实现限幅的过零比较器如上图所示。 下图是数字芯片JK触发器,当就 j=k=1:00,每次输入脉冲下降其输出状态发生变化,即实现二分频的作用。 方波发生电路的最终方波和二分频后的频率结果。在仿真过程中遇到选择电路参数不对,导致不能产生波形。解决方法:查阅书籍资料,查找电路工作的相位条件和振动条件,计算相应的参数值,重新模拟。在实物生产过程中,如何给放大器供电,选择放大器的型号,测量波形。解决方法:咨询老师,查找芯片使用手册,放大器参数性能,选择专用性强的芯片。

经单片机处理后显示电路产生的方波频率。遇到由于软件程序编写的不当导致测量输出的信号的频率相差很大或者不能正常显示。解决方法:用KEIL这个软件组合JLINK在线调试模拟器,调查错误,修改程序,最终得到正确的结果。 最后,在生产过程中,当不同的模块连接到一起时,电路无法达到最佳工作,选择的放大器性能不足,导致波形不正确。解决方案:优化电路参数,将电路数字与模拟分开,最后连接;更换性能更好的放大器,局部调整软件方法,达到测量结果准确的目的。 (如有错误,请批评指正,请大佬轻喷)

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标签: 51单片机稳压电源电路

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