【正文】 ... 錯誤 !未定義書簽。 2 電源模塊調(diào)試 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 Keil簡介 ..................................................... 錯誤 !未定義書簽。以 AT89S52 單片機為核心，通過單片機內(nèi)部定時 /計數(shù)器的門控時間，方便對頻率計的測量 。 頻率計主要是由信號輸入和放大電路、單片機模塊、分頻模塊及顯示電路模塊組成。 AT89S52 單片機是頻率計的控制核心，來完成它待測信號的計數(shù)，譯碼，顯示以及對分頻比的控制。其待測頻率值使用四位共陽極數(shù)碼管顯示，并可以自動切換量程，單位分別由紅、黃、綠 3個 LED 指示。 protues簡介 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 附錄 ................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 數(shù)字頻率計是計算機、通訊設備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領域不可缺少的測量儀器。 傳統(tǒng)的頻率計采用測頻法測量頻率，通常由組合電路和時序電路等大量的硬件電路組成，產(chǎn)品不但體積大，運行速度慢而且測量低頻信號不準確。單片機已成為電子系統(tǒng)的中最普遍的應用。 參數(shù)要求如下： 1．測量范圍 10HZ— 2MHZ； 2．用四位數(shù)碼管顯示測量值； 3．能根據(jù)輸入信號自動切換量程； 測量方波、三角波及正弦波等多種波形； 2 第二章 系統(tǒng)總體方案設計 測頻的原理歸結(jié)成一句話，就是“在單位時間內(nèi)對被測信號進行計數(shù)”。 時基信號 待測信號 丟失（少計一個脈沖） 計到 N 個脈沖 多余（比實際多出了 個脈沖） 圖 1 測頻原理 在圖 1 中，假設時基信號為 1KHZ，則用此法測得的待測信號 為 1KHZ 5=5KHZ。假設所測得的脈沖個數(shù)為 N，則所測頻率的誤差最大為δ =1／ （ N1） *100%。由此可以得出一個初步結(jié)論：測頻法適合于測高頻信號。 上述表明，在頻率測量時，被測信號頻率越高，測量精度越高。 根據(jù)上述系統(tǒng)分析，頻率計系統(tǒng)設計共包括五大模塊：單片機控制模塊、電源模塊、放大整形模塊、分頻模塊及顯示模塊。 (因為 AT89C51 所需外圍元件少，擴展性強，測試準確度高。 分頻模塊：考慮單片機外部計數(shù)， 使用 12 MHz 時鐘時，最大計數(shù)速率為 500 kHz，因此需要外部分頻。 4 綜合以上頻率計系統(tǒng)設計有單片機控制模塊、電源模塊、放大整形模塊、分頻模塊及顯示模塊等組成，頻率計的總體設計框圖如圖 2所示。 AT89S52 片內(nèi)集成 256 字節(jié)程序運行空間、 8K 字節(jié) Flash 存儲空間，支持最大 64K 外部存儲擴展。不斷發(fā)展的半導體工藝也讓該單片機的功耗不斷降低。復位電路通常分為兩種：上電復位（圖 4）和手動復位（圖 5）。但是告訴對系統(tǒng)要求較高，而且功耗大，運行環(huán)境苛刻。 AT89S52 單片機最小系統(tǒng)如圖 6所示。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復用。 P1 口： P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。在 flash 編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口送出高八位地址。 P3口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL邏輯電平。在 flash 編程和校驗時， P3口也接收一些控制信號。特殊寄存 器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能無效。 單片機引腳分配 根據(jù)系統(tǒng)設計及各模塊的分析得出，單片機的引腳分配如表 3所示。 (2)整流電路：整流電路將交流電壓 Ui變換成脈動的直流電壓。 圖 9 濾波電路 (4)穩(wěn)壓電路 :常用的穩(wěn)壓電路有兩種形式：一是穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，二是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是利用電壓串聯(lián)負反饋的原理來調(diào)節(jié)輸出電壓的。 具體的 5V電源電路如下圖10 所示。所以在通過整形之前通過放大衰減處理。其中3DG100 為 NPN 型高頻小功率三極管，組成放大器將輸入頻率為 fx 的周期信號如正弦波、三角波及方波等波形進行放大。可用 74161進行分頻 。在計數(shù)器工作方式下，加至外部引腳的待測信號發(fā)生從 1 到 0 的跳變時計數(shù)器加 1，這樣在計數(shù)閘門的控制下可以用來測量待測信號的頻率。 12 74LS161 芯片介紹 74LS161 是常用的四位二進制可預置的同步加法計數(shù)器 [12]，可以靈活的運用在各種數(shù)字電路，以及單片機系統(tǒng)種實現(xiàn)分頻器等很多重要的功能 。Q2 表 4 74161的功能表 清零 RD 預置 LD 使能 EP ET 時鐘 CP 預置數(shù)據(jù)輸入 A B C D 輸出 Q0 Q1 Q2 Q3 L L L L L H L 上升沿 A B C D A B C D H H L 保 持 H H L 保 持 H H H H 上升沿 計 數(shù) 其中 RD 是異步清零端， LD 是預置數(shù)控制端， A、 B、 C、 D 是預置數(shù)據(jù)輸入端， EP和 ET 是計數(shù)使能端， RCO(=)是進位輸出端，它的設置為多片集成計數(shù)器的級聯(lián)提供了方便。接著 EP=ET=1,在此期間 74161一直處于計數(shù)狀態(tài)。而只有當 CR=LD=EP=ET=“1” 、 CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。Q3只有在選通端 STROBE 為低電平時才可選擇數(shù)據(jù)。其中 A、 B、 C 為 選擇輸入端 ， D0D7 為 數(shù)據(jù)輸入端 ，STROBE 為 選通輸 入 端（低電平有效 ）， W為 反碼數(shù)據(jù)輸出端 ， Y為 數(shù)據(jù)輸出端 。量程轉(zhuǎn)換指示電路由紅、黃、綠三個 LED 分別指示 Hz、 KHz 及 MHz 檔，使讀數(shù)簡單可觀。在一定范圍內(nèi)，其正向電流與發(fā)光亮度成正比。使用 4位數(shù)碼管進行頻率值顯示，如果選擇共陰極數(shù)碼管顯示，則需要 8 個三極管進行驅(qū)動，而采用共陽極數(shù)碼管則需要 4 個三極管驅(qū)動，為了節(jié)約成本，因此選用共陽極數(shù)碼管進行動態(tài)顯示，具體數(shù)碼管設計電路如圖 17所示。 軟件模塊設計 系統(tǒng)軟件設計采用模塊化設計方法。測量初始化模塊設置堆棧指針（ SP）、工作寄存器、中斷控制和定時／計數(shù)器的工作方式。計數(shù)寄存器中的數(shù)值經(jīng)過數(shù)制轉(zhuǎn)換程序從十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。 中斷服務子程序 T0中斷服務子程 序流程如圖 20所示。由 逐位輪流點亮各個數(shù)碼管 , 每位保持 1mS ,在 10mS～ 20mS 之內(nèi)再點亮一次 ,重復不止 ,利用人的視角暫留 ,好像 4 位數(shù)碼管同時點亮。由顯示電路顯示測量結(jié)果，根據(jù)測量結(jié)果判斷，進行頻率計比較后，進行檔位的自動切換，具體檔位自動切換流程圖如圖 23 所示。例如輸入信號 123Hz，仿真顯示如圖 30所示。例如輸入信號 ，仿真顯示如圖 32所示。 軟件仿真測量數(shù)據(jù)如下表 68 所示。用這次設計的頻率計對信號進行了測量， 使用函數(shù)發(fā)生器輸出各種波形，由實物頻率計測得頻率，記錄數(shù)據(jù)。但是在硬件調(diào)試中，可能是由于 標準元器件本身誤差，如隨著時間的延長，其值相比出廠時產(chǎn)生誤差； 造成測量結(jié)果沒有軟件仿真精確 。通過本次畢業(yè)設計我得到了很多收獲。面對存在的困難首先分析問題根據(jù)目的要求確定可實現(xiàn)的部分，定出那不準的方面找同學和老師討論研究，再完善、再修改、再發(fā)現(xiàn)問題、再解決培養(yǎng)了自己的耐心、恒心及遇事不亂的精神。通過這次畢業(yè)設計，我分析問題和解決問題的能力有所提高，也鞏固了所學的知識，加深了對理論知識的理解，更重要的是鍛煉自己的獨立性，為我今后的工作和學習打下堅實的基礎。 //檔位 unsigned int tN。 //頻率顯示 unsigned char Num[10]={00x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 d[1]=(pCnt%100)/10。Segment=Num[d[3]]。Segment=Num[d[2]]。Segment=Num[d[1]]。Segment=Num[d[0]]。 d[1]=(pCnt%100)/10。Segment=Num[d[3]]。Segment=Num[d[2]]。Segment=Num[d[1]]+0x80。Segment=Num[d[0]]。 d[1]=(pCnt%100)/10。 d[2]=0。 //分頻器初始化 a tN=20。 ledB=0。 //開計數(shù)器 1 中斷 ET1=1。 } } void timer0() interrupt 1 { t++。 //硬件分頻器清零 clear=1。 tN=20。 //定時 50ms addr2=0。 //換算成相應的顯示： f=regCnt*100 27 ledM=1。 //顯示 MHz 檔 ledK=1。 //定時 50ms addr2=0。 tN=1。 //25610 ledB=1。 ledB=1。 //(6553650000)/256。 } 。 //(6553650000)%256。 //恢復外部計數(shù) 1 TR1=1。 //超出范圍 ledM=1。 //分頻 TH1=0xf6。 ledB=1。 } } else if(level==2) { if(regCnt500) //KHz 檔 { level=1。 ledB=1。 //50 分頻 2565 TL1=0xfb。 //不分頻