基于單片機(jī)的數(shù)字式頻率檢測裝置設(shè)計(jì)-wenkub
2022-09-13 18:55:54 本頁面
【正文】 數(shù)字 頻率計(jì)概述 數(shù)字頻率計(jì)是計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測量儀器。 本數(shù)字頻率計(jì)將采用定時(shí)、計(jì)數(shù)的方法測量頻率，采用一個(gè) 1602A LCD顯示器動(dòng)態(tài)顯示 6位數(shù)。它以測量 頻率 的方法 直接對(duì)正弦波、方波、三角波的頻率進(jìn)行自動(dòng)的測量。 利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器作為定時(shí)時(shí)間 周期 ，若其周期為 1s，則輸入的脈沖 信號(hào)持續(xù) 計(jì)數(shù) 時(shí)間亦準(zhǔn)確地等于 1s，所計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)即為被測信號(hào)的頻率 。故輸入時(shí)鐘信號(hào)的最高頻率不得超過單片機(jī)晶振頻率的二十四分之一。根據(jù)頻率檢測的原理，很容易想到利用51單片機(jī)的 T0、 T1兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè)用來定時(shí)，另一個(gè)用來計(jì)數(shù)，兩者均應(yīng)該工作在中斷方式，一個(gè)中斷用于 1s 時(shí)間的中斷處理，一個(gè)中斷用于對(duì)頻率脈沖的計(jì)數(shù)溢出處理， (對(duì)另一個(gè)計(jì)數(shù)單元加一 )，此方法可以彌補(bǔ)計(jì)數(shù)器最多只能計(jì)數(shù) 65536 的不足。各模塊關(guān)系圖如圖 2所示： [3] 圖 2 系統(tǒng)工作原理圖 AT89S52 單片機(jī)及其引腳說明 AT89S52是一種高性能低功耗的采用 CMOS工藝制造的 8位微控制器，它提供下列標(biāo)準(zhǔn)特征： 4K字節(jié)的程序存 儲(chǔ)器， 128字節(jié)的 RAM,32條 I/O線， 2個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 , 一個(gè) 5中斷源兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)雙工的串行口 , 片上震蕩器和時(shí)鐘電路 引腳說明： 當(dāng)對(duì) 0端口寫入 1時(shí)，可以作為高阻抗輸入端使用。程序校驗(yàn)時(shí)需要外接上拉電阻。當(dāng)對(duì) P1口寫 1 時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉升為高電平，此時(shí)可以作為輸入端使用。 P2口的輸出緩沖能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL邏輯門電路。在這種情況下， P2 口使用強(qiáng)大的內(nèi)部上拉電阻功能當(dāng)輸出 1 時(shí)。P3 口： P3是一帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向的 I/O端口。 P3口同時(shí)具有多種特殊功能，具體如下表 1所示 : 端口引腳 第二功能 RXD (串行輸入口 ) TXD（串行輸出口） (外部中斷 0) （外部中斷 1） T0（定時(shí)器 0） T1（定時(shí)器 1） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都選通） 表 1 P3 口的第二功能 ALE/ : 當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許是一輸出脈沖，用以鎖存地址的低 8位字節(jié)。 /VPP: 外部訪問允許。 信號(hào)調(diào)理及放大整形模塊 工作原理 放大整形系統(tǒng)包括衰減器、跟隨器、放大器、施密特觸發(fā)器。系統(tǒng)的整形電路由施密特觸發(fā)器組成，整形后的方波送 至單片機(jī) 以便計(jì)數(shù)。 8 圖 4 信號(hào)放大仿真 信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波后的仿真圖 下圖為當(dāng) R3=50KΩ 時(shí) 輸入信號(hào)頻率為 100Hz，幅度為 1V在輸出端測得的仿真波形圖，頻率不變，幅度為 5V。偏置電路是為各級(jí)提供合適的工作電流。 集成電路運(yùn)算放大器在近幾年得到迅速發(fā)展，除了具有高電壓增益的通用型外，還具有性能更優(yōu)良和具有特殊功能的集成運(yùn)放，可分為高輸入阻抗、低漂移、高精度、帶寬、低功耗、高壓、大功率和程控型等專用型集成運(yùn)算放大。 第 3腳： V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地 電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”， 本設(shè)計(jì) 使用時(shí)通過一個(gè) 10K的電位器調(diào)整 其 對(duì)比度 （圖中未畫出）。 第 6腳： E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 1602ALCD基本技術(shù)： 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如表 1所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模 塊把地址 41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A” 11 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令，如 下 表所示， 它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。高電平表示有效，低電平則無效 。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4位總線，低電平時(shí)為 8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10的點(diǎn)陣字符 。 指令 10：寫數(shù)據(jù) 指令 11： 讀數(shù)據(jù) 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。其程序流程圖如圖 12所示。單片機(jī) AT89S52 內(nèi)部具有 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ,定時(shí) / 計(jì)數(shù)器的工作可以由編程來實(shí)現(xiàn)定時(shí) 、計(jì)數(shù)和產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出中斷要求的功能 。定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作由相應(yīng)的運(yùn)行控制位 TR 控制 ,當(dāng) TR置 1 ,定時(shí) / 計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù) 。以南京電訊儀器廠生產(chǎn)的 E312B型通用計(jì)數(shù)器為基準(zhǔn)進(jìn) 行了測試對(duì)比。但由于本頻率計(jì)設(shè)計(jì)成本低、產(chǎn)品可模塊化設(shè)計(jì)、電源直接使用干電池、體積小、使用時(shí)可隨時(shí)隨地移動(dòng)、使用起來特別的方便，比起傳統(tǒng)的頻率計(jì)還是有非常大的使用價(jià)值和使用空間。 15 致謝詞 在設(shè)計(jì)過程中，得到了我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)與幫助，還有其他老師和同學(xué)的大力支持和協(xié)助，在此一并表示衷心的感謝。 typedef bit BOOL 。 delay(BYTE ms) { // 延時(shí)子程序 BYTE i。 _nop_()。 rs = 0。 _nop_()。 0x80)。 rs = 0。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 } extern void lcd_pos(BYTE pos) { //設(shè)定顯示位置 lcd_wcmd(pos | 0x80)。 ep = 0。 18 _nop_()。 _nop_()。 } extern void lcd_init() { //LCD 初始化設(shè)定 lcd_wcmd(0x38)。關(guān) 標(biāo)關(guān)。畫面不移動(dòng) delay(1)。 typedef unsigned int WORD。 extern void lcd_pos(BYTE pos)。 TMOD=0X01。 TR0=1。 TL0=0XB0。 //讀取數(shù)據(jù)存放在 shu 中 SHU=P3。=0XFFF9。 BAI=SHU/100%10。 lcd_wdat(WAN+48)
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