基于单片机的数字频率计的设计优质毕业设计开题报告.doc

湖南人文科技学院
本科生毕业设计档案材料

题目（汉字）： 基于单片机数字频率计设计
学生姓名： 周力 学号 11417117
系 部： 信息科学和工程系
专业年级： 电子信息科学和技术级
指导老师： 胡文明

湖南人文科技学院教务处制

一、毕业设计开题汇报书
（一）选题依据：
1）本选题理论、实际意义：
本课题关键研究怎样用单片机来设计数字频率计。因为在电子技术中，频率测量十分关键，这就要求频率计要不停提升其测量精度和速度。在科技以日新月异速度向前发展，经济全球一体化社会中，简练、高效、经济成为大家办事一大宗旨。在电子技术中这一点表现尤为突出，大家在设计电路时，全部趋向于用竟可能少硬件来实现，而且尽力把以前由硬件实现功效部分，经过软件来处理。因为软件实现比硬件实现含有易修改特点，如简单修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要轻易多，故基于微处理器电路往往比传统电路设计含有更大灵活性。 因为数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域必不可少测量仪器，所以频率测量就显得更为关键。在数字电路中，频率计属于时序电路，它关键由含有记忆功效触发器组成。在计算机及多种数字仪表中，全部得到了广泛应用。本课题采取是直接测频式频率计，设计原理简单、电路稳定、测量精度高，大大缩短了生产周期。
2）中国外研究概况及发展趋势（含文件综述）：
因为当今社会需要，对信息传输和处理要求不停提升，对频率测量精度也需要更高更正确时频基准和更精密测量技术。而频率测量所能达成精度，关键取决于作为标准频率源精度和所使用测量设备和测量方法。现在，测量频频方法有直接测频法、内插法、游标法、频差倍增法等等。直接测频方法较简单，但精度不高。频差倍增多法和周期法是一个频差倍增法和差拍法相结合测量方法，这种方法是将被测信号和参考信号经频差倍增使被测信号 相位起伏扩大，再经过混频器取得差拍信号，用电子计数器在低频下进行多周期测量，能在较少倍增次数和一样取样时间情况下，得到比测频法更高系统分辨率和测量精度，不过仍然存在着时标不稳而引入误差和一定触发误差。 在电子系统广泛应用领域中，四处看见处理离散信息数字电路。供消费用冰箱和电视、航空通讯系统、交通控制雷达系统、医院抢救系统等在设计过程中全部用到数字技术。 数字频率计是现代通信测量设备系统中必不可少测量仪器，不仅要求电路产生频率正确度和稳定度全部高信号，也要能方便改变频率。 数字频率计实现方法关键有：直接式、锁相式、直接数字式和混合式
（1）直接式 优点：速度快、相位噪声低，但结构复杂、杂散多，通常只应用在地面雷达中。
（2）锁相式
优点：相位同时自动控制，制作频率高，功耗低，轻易实现系列化、小型化、模 块化和工程化。
（3）直接数字式 优点：电路稳定、精度高、轻易实现系列化、小型化、模块化和工程化。
（二）研究内容及试验方案
研究内容：本设计关键是研究基于单片机数字频率计设计，能够测量频率范围为100HZ~1MHZ周期性正弦信号、三角波信号、方波信号频率。
试验方案：本方案以单片机为控制电路，关键分为信号放大电路、信号整形电路、复位电路、晶振电路、显示电路五大部分。被测信号优异入信号放大电路进行放大，再被送到信号整形电路整形，把被测正弦波或三角波信号整形为方波信号。利用单片机计数器和定时器功效对被测信号进行计数。编写对应程序能够使单片机自动调整测量量程，并把测出频率数据送到显示电路显示。

（三）研究方法
明确设计所要实现功效将决定设计结果，所以必需先确定自己想要实现功效，采取模块化设计方案，依据各个功效对硬件及软件要求分别进行研究和突破。
（1） 依据要实现预期功效确定硬件系统总体组成。设计出系统总体结构框图。
（2） 综合考虑其功效要求、性能指标，即可靠性、抗干扰性等个方面原因，确定系统关键单片机，建立开发平台。
（3） 明确各部分模块功效，确定外围模块芯片，绘制每个部分原理图。
（4） 综合各部分模块，最终绘制整个系统电路原理图。
（5） 程序设计
（6） 硬件安装和整合
（7） 调试
（8） 成形

（四）技术路线：
本设计系统框图：

（五）可行性分析：
本方案以单片机为关键，单片机功效强大，利用单片机计数器和定时器功效对被测信号进行计数，从而测出信号频率，并把测出数据送到显示电路显示。本设计晶振电路采取是12MHZ晶体，计数速率为1MHZ，输入脉冲周期间隔为1us。当定时器/计数器用作计数器时，计数脉冲来自对应外部输入引脚T0或T1。当输入信号产生由1至0跳变（即负跳变）时，计数器值增1.因为确定1次负跳变要花2个机器周期，即24个时钟周期，因另外部输入计数脉冲最高频率为系统振荡器频率1/24，所以本设计许可输入外部脉冲频率为500KHZ。因为本设计显示电路5位有效，定时时间为10S，所以测频范围为10HZ~1MHZ，当然也满足100HZ~1MHZ，所以本设计方案是可行。
（六）进度安排和采取关键方法
第一阶段（.11.24）：选题，基于单片机数字频率计设计。
第二阶段（.11.25~.3.15）：开题，搜集资料，大致了解设计步骤及各芯片功效，掌握复杂电子系统设计方法，分析电子中系统功效，研究试验方案，及可行性分析，撰写开题汇报。
第三阶段（.3.15~.3.19 )：依据开题汇报情况，及指导老师提议，完成设计方案。
第四阶段(.3.20~.3.25)：依据设计方案，完成系统各个模块设计，并进行改善，测试，依据设计内容撰写毕业设计，交毕业设计初稿给指导老师。
第五阶段(.3.25~.5.2)：依据毕业设计指导老师要求修改整理文档，并交第二稿给指导老师。
第六阶段(.5.3~.5.17)：依据指导老师要求完成毕业设计定稿，准备答辩。
（七）关键参考文件（不少于10篇）
[1]李学海著.标准80C51单片机基础教程.北京航空航天大学出版社,
[2] 戴仙金主编.51单片机及其C语言程序开发实例.清华大学出版社,
[3] 李诚人.高宏洋等.嵌入式系统及单片机应用,清华大学出版社,
[4] 龚运新编著.单片机C语言开发技术.清华大学出版社,
[5] 张天凡等编著.51单片机C语言开发详解.电子工业出版社,
[6] 张义和.王敏男等.例说51单片机（C语言版）.人民邮电出版社,
[7] 张洪润、刘秀英、张亚凡等.单片机应用设计200例 .北京航空航天大学出版社,
[8] 彭为、黄科、雷道仲等.单片机经典系统设计实例精讲.电子工业出版社,
[9] 李学海著.标准80C51单片机基础教程.北京航空航天大学出版社,
[10] 李朝青．单片机原理及接口技术[M]．北京航天航空大学出版社，1998．
[11] 余发山，王福忠.单片机原理应用技术[M]．徐州:中国矿业大学出版社，．
[12]V.Yu.Teplov,A.V. Anisimov.Thermostatting System Using a Single-Chip Microcomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier Effect[J] ,
[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,,(16).
[15]HeLianYun,The Traffic Signal Lamp System Controlled with Single Chip Microcomputer.Computer Study,,(01).

（八）毕业设计开题指导意见：（对选题评价、研究方案设计及开题指导意见）
课 题
基于单片机数字频率计设计
作者姓名
周力
所属系、专业、年级
11级电子信息科学和技术
开题时间
.3.15
估计字数
8000
指导老师意见：

指导老师（署名）：
年 月 日
指导小组意见：

责任人署名：
年 月 日
二、毕业设计成绩评审表
（一）指导老师评审用表
评价项目
评价内容
满分
指导老师
评 分
选题质量20%
01
选题符合专业培养目标，表现综合训练基础要求
5

02
题目标难易度
5

03
题目工作量
5

04
题目和生产、科研、试验室建设等实际结合程度
5

能力水平80%
05
综合利用知识能力（包含学科范围，内容深广度及问题难易度）
10

06
应用文件资料能力
5

07
试验（设计）能力
10

08
计算能力（数据运算和处理能力等）
5

09
外文应用能力
5

10
计算机应用能力
5

11
对试验结果分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）
10

12
插图（或图纸）质量
5

13
撰写水平
10

14
实用性和科学性
5

15
规范化程度（设计栏目合理、SI制使用等）
5

16
创见性（只分“有”或“无” ）
5

总评分：______________ 成绩等级：__________
指导老师评定意见：

指导老师署名：
年 月 日
注：1.评定成绩分为优异、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优异，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为不及格；2.此表用于指导老师对毕业设计成绩评定。
（二）评阅老师评审用表
评价项目
评价内容
满分
评阅老师评 分
选题质量20%
01
选题符合专业培养目标，表现综合训练基础要求
5

02
题目标难易度
5

03
题目工作量
5

04
题目和生产、科研、试验室建设等实际结合程度
5

能力水平80%
05
综合利用知识能力（包含学科范围，内容深广度及问题难易度）
10

06
应用文件资料能力
5

07
试验（设计）能力
10

08
计算能力（数据运算和处理能力等）
5

09
外文应用能力
5

10
计算机应用能力
5

11
对试验结果分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）
10

12
插图（或图纸）质量
5

13
撰写水平
10

14
实用性和科学性
5

15
规范化程度（设计栏目合理、SI制使用等）
5

16
创见性（只分“有”或“无” ）
5

总评分：______________ 成绩等级：__________
评阅老师评阅意见：

评阅老师署名：
年 月 日
注：1.评定成绩分为优异、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90～100为优异，80～89为良好，70～79为中等，60～69为及格，60分以下为不及格；2.此表用于评阅老师或教授对毕业设计成绩评阅。
三、毕业设计答辩统计表
答 辩 会 议 纪 要
时 间
.5.18
地 点
5-503
答辩主持人
钟明生
职称
副教授
职务
老师
答
辩
小
组
成
员
姓 名
职称（职务）
姓 名
职称（职务）

答辩中提出关键问题及问题简明情况统计：

记 录 人：
年 月 日

答辩小组意见
评语：

评定等级：

答辩责任人署名：
年 月 日
专业系毕业设计工作领导小组意见
评语：

最终评定成绩等级：

责任人署名：
年 月 日
注：毕业设计最终评定成绩依据指导老师评定成绩、评阅老师评定成绩和答辩小组评定成绩综合评定。