基于石墨烯的频率计设计.doc

摘  要：数字频率计是一种测量信号频率的数字测量仪，它能测量正弦信号，方波信号，脉冲信号等等。因此它被应用于诸多领域，如数字计算机，平时的手机等通讯设备，高铁、飞机等交通领域等等。可以这样说，频率计在我们的身边无处不在，我们的生活作息和频率计有着千丝万缕的关系。

数字频率计的设计原理是我们取一个单位时间，然后测算出这个信号在这段时间内有几个周期。通常情况下，我们收集的是每一秒内周期的个数，我们把这个时间称为闸门时间，这个闸门时间是没有固定的时长的，可以是一秒，也可以是两秒，三秒。闸门时间的长短决定了测量的精度，如果这个时间越长，那么我们得到的精度也就越高，反之，如果这个时间很短，那么我们得到的精度就会下降，因为时间的降低意味着刷新频率的增加，从而导致的精度下降也就是必然的了。

现代电子计数器产品中具有多种测量功能的数字频率计，已广泛应用于通讯广播设备、计算机系统、带有LED、LCD数字显示单元的多种仪表生产过程、自动化测控装置以及诸多的科学技术领域。[1-3]可以说伴随着数字化技术的发展，电子计算机、通讯设备、音频和视频技术进入科研、生产、军事技术和经济生活领域，直至家庭和个人，已经成为一种不可阻挡的趋势了。

此次设计的频率计是以单片机AT89C51为核心，基于玻璃基底石墨烯的复阻抗特性的一种频率计。在本次设计中我们使用了单片机的控制功能和数学运算功能，解决了普通的数字频率计在低频精度普遍不高的缺点。电路主要由以下四部分组成: 1.AD633四象限乘法器，它将初始的两个模拟信号进行相乘运算。2.TLC1543 A\D转换芯片，它将模拟信号转换成数字信号，再输入进单片机;3.AT89C51单片机，它是频率计的核心，主要对输入的信号进行运算处理; 4.LCD1602液晶显示电路,用于显示被测信号的频率值。

关键词：单片机；频率计；石墨烯

目录

摘要

Abstract

1 绪论1

1.1  概况 1

1.2  研究概况与发展趋势 1

1.3  本系统的主要功能 2

2 总体方案论证与设计3

2.1  实验数据与图表 3

2.2  单片机主芯片的选型 7

2.3  A/D转换芯片的选型 7

2.4  数字显示屏的选型7

3 硬件电路设计9

3.1 选用器件介绍9

3.1.1  STC89C52 9

3.1.2  10位A/D转换TLC1543 10

3.1.3  AD633四象限乘法器 11

3.1.4  LCD1602工业字符型液晶 15

3.2  模块电路 15

3.2.1 频率数据采集模块 15

3.2.2 A/D转换模块 15

3.2.3 单片机主芯片模块 16

3.2.4 液晶显示模块 16

4 软件设计18

4.1  软件设计 18

4.2  程序总体框图 18

4.3  A/D转换程序设计 19

5 软件调试20

5.1 原理图调试20

5.2 程序调试20

6 结论与展望21

参考文献22

致谢23

附录A:硬件电路总设计图 24

附录 B:程序代码 25