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成绩评定表学生姓名刘璐班级学号1311050102专业信息对抗技术课程设计题目基于单片机的低频弱信号测频系统设计评语组长签字：成绩日期2016年1月6日沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书课程设计任务书学院装备工程学院专业信息对抗技术专业学生姓名刘璐班级学号1311050102课程设计题目基于单片机的低频弱信号测频系统设计实践教学要求与任务:一、课程设计要求1、认真分析和领会课程设计题目含意，查阅和运用相关技术资料，提倡独立思考，锻炼动手能力；2、仔细观察实验现象，认真做好实验记录，要准确、规范、独立地完成实验内容,自觉培养严谨求实的科学作风；3、认真完成课程设计论文（应包含电路图、元器件清单、仿真调试及验证结论、设计总结等内容）。二、设计任务用过零检测方法，结合单片机技术，对低频弱信号做测频检测，并将估计值输出显示。三、设计指标输入信号幅度：2mV,测频范围：0～20Hz，显示精度为小数点1位。工作计划与进度安排:第16周星期1：下达课程设计任务书；星期1-4：电路设计、程子序设计星期5：周检查第17周星期1-4：实验与调试星期5：周检查第18周星期1:综合调试；星期2：设计检查；星期3：论文检查星期4：课程设计答辩指导教师：刘玮韩雅菲2015年12月17日专业负责人：刘庆泉2015年12月18日学院教学副院长：岳明凯2015年12月18日沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书I摘要AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。根据本次课程设计的要求及各项技术指标，本文通过对基于单片机的低频弱信号测频器设计的初衷、汇编语言程序的编写、电路的工作原理、单片机与信号发生器的仿真联调，以及电路的调试五个过程的叙述。在选择何种有源滤波电路这个问题上做出了一定量的计算与说明。对单片机所用到的程序进行了说明，并运用电路图与硬件图示结合的方法，系统解释了基于单片机的低频弱信号测频器的对各个组成电路的要求。通过计算解释在器件选择与器件规格上的问题，并对误差加以分析讨论，且对仿真软件proteus进行了概括的介绍，并在最后对本次课程设计进行了讨论总结。关键词：AT89C51单片机；反相放大器；proteus仿真沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书II目录1绪论......................................................................................................................................12设计任务................................................................................................................................32.1课程设计的目的及意义.............................................................................................32.2课程设计任务与要求.................................................................................................32.3实验软件及硬件.........................................................................................................32.4课程设计技术指标.....................................................................................................33系统软件设计........................................................................................................................43.1测频软件实现原理......................................................................................................43.2软件流程图...............................................................................................................53.3程序代码...................................................................................................................64系统硬件设计........................................................................................................................94.1AT89C51单片机的性能及特点..........................................................................................94.1.1AT89C51的介绍.......................................................................................................94.1.2AT89C51各管脚功能.............................................................................................94.1.3AT89C51原理图...................................................................................................114.2运算放大器.......................................................................................................................124.2.1运算放大器工作原理综述...................................................................................124.2.2运算放大器工作原理...........................................................................................124.3时钟电路和复位电路.....................................................................................................134.3.1时钟电路.......................................................134.3.2复位电路......................................................144.3.3显示电路..............................................................................................................154.3.4硬件设计简介和系统整体原理图....................................................................165实验结果及分析..................................................................................................................185.1实验结果............................................................186总结......................................................................................................................................20致谢..........................................................................................................................................21参考文献..................................................................................................................................22沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书11绪论在电子技术中，频率是最基本的参数。测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种，无源测频法，常用在频率的粗测，有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象，再通过检测零拍现象进行测频，常用于低频测量，误差在零点几Hz；后者则利用两个非线性信号叠加来产生差频现象，然后通过检测零差现象进行测频，常用于高频测量，误差在±20Hz左右。以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足，而电子计数法主要通过单片机进行控制。由于单片机的较强控制与运算功能，电子计数法的测量频率范围宽，精度高，易于实现。频率信号抗干扰性强，易于传输，可以获得较高的测量精度。随着数字电子技术的发展，频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要，频率测量方法的优化也越来越受到重视。随着科学的不断发展与进步，微电子技术的发展越来越快。单片机自20实际70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，前景广阔。给人类社会带来了根本性的改变。尤其Intel公司生产的MSC-51系列单片机，因为其处理能力强，结构简单，易于使用等优点，在世界范围内得到了广泛的普及和应用。目前在工业，办公，家电等诸多领域，随处可见单片机的踪影，单片机技术的开发已经成为国家工业化水平的标志之一。现在单片机迅速发展速度非常迅速，采用单片机和相关硬软件实现频率测量，不但测量精度高，而且无常也很小