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畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于單片機(jī)的頻率計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)-wenkub

2023-06-16 03:07:14 本頁(yè)面
 

【正文】 圖 6 T1計(jì)數(shù)流程圖 開(kāi)始23 H = 0T 1 初始化置初值 0計(jì)數(shù)開(kāi)始計(jì)數(shù)溢出產(chǎn)生中斷23 H = 23 H + 11 s 到時(shí)否 ?采集數(shù)據(jù)NY結(jié)束 12 進(jìn)制轉(zhuǎn)換 算法的基本思路是:第一步將最高位的高半字節(jié)提出來(lái),除以 10,把商存儲(chǔ)起來(lái),余數(shù)與最高位的低半字節(jié)組合成一個(gè)字節(jié),再除以 10,再存儲(chǔ)商,余數(shù)以此類推,直到最后一次計(jì)算得到的余數(shù)即為十進(jìn)制數(shù)的個(gè)位;第二步把第一步存儲(chǔ)的商組合成一個(gè)字節(jié),依次除以 10,仍然把每次得到的商存儲(chǔ)起來(lái),以此類推最 后一次得到的余數(shù)即為十進(jìn)制數(shù)的十位;以后也是以此類推得到十進(jìn)制數(shù)的百位、千位 ?? 以上算法必須要注意的一個(gè)為題是,每次得到的余數(shù)與低位的半字節(jié)組合成一個(gè)字節(jié)時(shí),余數(shù)必須放在該字節(jié)的高半字節(jié),否則計(jì)算錯(cuò)誤。其程序流程圖如圖 5 所示。 ( 2) 把 “ 單片機(jī)系統(tǒng) ” 中的 - 74LS138的 A、 B、 C、引腳相連,再把譯碼器經(jīng)“非門(mén)” 與 “ 動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示 ” 區(qū)域中的 6端口用 6芯排線連接 。 7 狀態(tài)譯碼器( 74LS138) 圖 3 74LS138譯碼器 74LS138譯碼器輸出的狀態(tài)控制數(shù)碼管的亮與滅,它有 6個(gè)狀態(tài),連接到數(shù)碼管的位選,達(dá)到點(diǎn)亮數(shù)碼管點(diǎn)亮的要求。另外還是用到排線若干,下載線及電源線。 總體方框圖 課題設(shè)計(jì)的是一種以單片機(jī)為主控制的頻率計(jì)。故輸入時(shí)鐘信號(hào)的最高頻率不得超過(guò)單片機(jī)晶振頻率的二十四分之一 ,最大計(jì)數(shù)值為 fOSC/24,由于 fOSC= 12MHz,因此: T1 的最大計(jì)數(shù)頻率為 。 基本原理與總體方框圖 基本原理 頻率計(jì)數(shù)器的主要功能是測(cè)量周期信號(hào)的頻率。 設(shè)計(jì)要求: 1. 設(shè)計(jì)方案要合理、正確; 2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì); 3. 完成必要元器件選擇; 4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試; 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 本應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)在“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí),以及查閱資料,培養(yǎng)一種自學(xué)的能力。 星期五下午:答辯。 第二周 星期一:設(shè)計(jì)及上機(jī)調(diào)試。 星期二、確定總體方案,學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容。 設(shè)計(jì)要求: 1. 設(shè)計(jì)方案要合理、正確; 2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì); 3. 完成必要元器件選擇 ; 4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試; 5. 寫(xiě)出設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容: 本課題以單片機(jī)為核心,設(shè)計(jì)和制作一個(gè)頻率計(jì)數(shù)器,來(lái)完成對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)的頻率結(jié)果通過(guò) 6 位動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示出來(lái)。 1 主要設(shè)計(jì)條件 1. MCS51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái) 1 臺(tái); 2. PC 機(jī)及單片機(jī)調(diào)試軟件; 3. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)板 1 套; 4. 制作工具 1 套; 5. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的元器件。 星期三、各部分方案設(shè) 計(jì)。 星期二:調(diào)試,中期檢查。 3 目 錄 第 1 章 頻率計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) ?????????????????? 設(shè)計(jì)內(nèi)容、要求及目的???????????????? 基本原理與總體方框圖 ??????????????? 第 2章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ???????????????? ? 各部分方案及說(shuō)明 ?????????????????? 單片機(jī)部分 ??????????????????? 狀態(tài)譯碼器 ??????????????????? 數(shù)據(jù)顯示電路 ????????????????????? 第 3 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ????????????????? 應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) ?????????????????? 1s 定時(shí) ???????????????????????? T1 計(jì)數(shù)程序 ? ???????????????????? 進(jìn)制轉(zhuǎn)換 ????????????????????? 數(shù)碼顯示 ????????????????????? 程序調(diào)試 ???????????????????????? 第 4 章 設(shè)計(jì)總結(jié)體會(huì) ????????????????? 參考文獻(xiàn) ???????????????????????? 附錄 ?????????????????????????????? 4 第 1 章 頻率計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的內(nèi)容、 要求及目的 設(shè)計(jì)內(nèi)容: 本課題以單片機(jī)為核心,設(shè)計(jì)和制作一個(gè)頻率計(jì)數(shù)器,來(lái)完成對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)的頻率結(jié)果通過(guò) 6位動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示出來(lái)。并且引導(dǎo)一種創(chuàng)新的思維,把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到日 常生活當(dāng)中。頻率是單位時(shí)間( 1S )內(nèi)信號(hào)發(fā)生周期變化的次數(shù)。對(duì)于頻率的概念就是在一秒只數(shù)脈沖的個(gè)數(shù),即為頻率值。 數(shù)字頻率計(jì)主要由 以下幾 部分組成: 定時(shí)計(jì)數(shù)、采集數(shù)據(jù)、進(jìn)制轉(zhuǎn)換和數(shù)碼顯示。 各部分方案選定、功能 單片機(jī)部分 本次設(shè)計(jì)采用了 AT89C51 單片機(jī) , AT89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓,高性能 CMOS8位微處理器。 數(shù)據(jù)顯示電路 圖 4 顯示電路圖 數(shù)據(jù)顯示電路由限流電路和 7段數(shù)碼管組成 ,采用器件 LED 顯示器。 9 ( 3) 把 “ 單片機(jī)系統(tǒng) ” 中的 ( T1)端子用導(dǎo)線連接到 “ 頻率 源 ” 的端子上。 圖 5 1s 定時(shí)流程圖 Y N Y N 開(kāi)始 初始化 T0 是否啟動(dòng)定時(shí)器 等待中斷 啟動(dòng)定時(shí)器 產(chǎn)生中斷 20H1=0?—— 關(guān)閉中斷 重裝初值 結(jié)束 11 T1 計(jì)數(shù)程序 設(shè)計(jì)中 T1 采用計(jì)數(shù)功能,思路是除了計(jì)數(shù)器 T1 的 TH1 和 TL1 用于計(jì)數(shù)外,再選用一個(gè)計(jì)數(shù)單元 23H,每當(dāng)計(jì)數(shù)器 T1 溢出回零時(shí)產(chǎn)生中斷,中斷程序執(zhí)行 23H 單元自增 1,這樣,當(dāng)一秒到時(shí)時(shí)采集的計(jì)數(shù)數(shù)據(jù), 23H 單元存放的是數(shù)據(jù)的最高位, TH1 存放的是數(shù)據(jù)的次高位 , TL1 存放的是數(shù)據(jù)的最低位。該本次頻率計(jì)系待測(cè)的時(shí)鐘信號(hào)的最高頻率為460800Hz,對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為 70800H,這里就以 70800H 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)為例來(lái)說(shuō)明這種算法。 00H 除以 10,商 0H 余 0H,把商 0H 存儲(chǔ)在 27H 單元,余數(shù) 0H 與 0H組合成一個(gè)字節(jié) 00H。 第三步:方法同第二步 ,得到十進(jìn)制數(shù)的百位 8。 13 數(shù)碼顯示 將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的 LED 顯示的代碼,最容易實(shí)現(xiàn)的編程方法就是查表,因數(shù)碼管最多只需要顯示六位,只需要查六次表就可以了,圖 7 是將十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的 LED 顯示代碼存入以 60H 為首單元的流程圖。 15 參考文獻(xiàn) 《單片機(jī)原理與應(yīng)用》 王迎旭等編 機(jī)械工業(yè)出版社 《 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例》 樓然苗等編 北京航空航天大學(xué)出版社 《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程》 黃勤等編 重慶大學(xué)出版社 《微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用》 劉樂(lè)善主編 華中科技大學(xué)出版社 《單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》陳光東等 華中科技大學(xué)出版社 附錄 1 源程序清單: ADD A,25H MOV B,0AH DIV AB MOV 24H,A 。定時(shí)中斷服務(wù)程序 CLR TR1
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