【正文】 于 10S。為了增加單位時間內(nèi)計數(shù)脈沖的個數(shù)，一方面可在輸入端將被測信號倍頻，另一方面可增加 T 來滿足，為了增加T 的穩(wěn)定度，只需提高晶體振蕩器 的穩(wěn)定度和分頻電路的可靠性就能達到。該頻率計實現(xiàn) 1HZ~1MHZ 的 頻率測量 能，八位共陰極動態(tài)顯示測量結(jié)，可以測量正弦波、三角波及方波的頻率值、周期值以及脈沖寬度。單片機 AT89C52 內(nèi)部具有 2個 16 位定時／計數(shù)器，定時／計數(shù)器的工作可以由編程來實現(xiàn)定時、計數(shù)和產(chǎn)生計數(shù)溢出時中斷要求的功能。 分頻電路用于擴展單片機頻率測量范圍，并實現(xiàn)單片機頻率測量使用統(tǒng)一信號，可使單片機測頻更易于實現(xiàn)，而且也降低了系統(tǒng)的測頻誤差。 6 微 控 制 器A T 8 9 S 5 2信 號 放 大整 形分 頻 電 路驅(qū) 動 電 路數(shù) 碼 管 顯 示5 V 電 源 圖 2 頻率計總體設(shè)計框圖 第三章 硬件電路具體設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求，頻率計實際需要設(shè)計的硬件系統(tǒng)主要包括以下幾個部分： AT89C52單片機開發(fā)板、放大整形模塊、分頻模塊，下面將分別給予介紹。 P3 口亦作為 AT89C51特殊功能（第二功能）使用， P3口功能如表 2所示。而后面的閘門或計數(shù)電路要求被測信號為矩形波，所以需要設(shè)計一個整形電路則在測量的時候，首先通過整形電路將正弦波或者三角波轉(zhuǎn)化成矩形波。當輸入信號電壓幅度較小時，前級輸入衰減為零時若不能驅(qū)動后面的整形電路，則調(diào)節(jié)輸入放大的增益，時被測信號得以放大。具體放大整形電路如圖 7所示。單片機 AT89C51 內(nèi)部具有 2個 16位定時／計數(shù)器，定時／計數(shù)器的工作可以由編程來實現(xiàn)定時、計數(shù)和產(chǎn)生計數(shù)溢出時中斷要求的功能。為了測量提高精度，當被測信號頻率值較低時，直接使用單片機計數(shù)器計數(shù)測得頻率值；當 被測信 10 號頻率值較高時采用外部十分頻后再計數(shù)測得頻率值。 圖 8 74LS161 引腳圖 時鐘 CP 和四個數(shù)據(jù)輸入端 P0~P3，清零 /MR，使能 CEP， CET，置數(shù) PE，數(shù)據(jù)輸出端 Q0~Q3，以及進位輸出 TC (TC=Q0 CET)。 RD 變?yōu)?1 后，加入一置數(shù)信號 LD＝ 0，即信號需要維持到下一 11 個時鐘脈沖的正跳變到來后。 從 74LS161 功能表功能表中可以知 道，當清零端 CR=“0”，計數(shù)器輸出 Q Q Q Q0立即為全 “0”，這個時候為異步復位功能。Q1合理應(yīng)用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片 74LS161 可以組成 16 進制以下的 任意進制分頻器。 74LS151 引腳如圖 9所示。 A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1GND8VCC16RCO15Q311Q212Q113Q014U1674161X04X13X22X31X415X514X613X712A11B10C9E7GND8VCC16Y5Y6U1474151I111I122O13I214I225O26GND7O38I319I3210O411I4112I4213VCC14U1374005VCLEAR5VP355V5VCLEARADDR0ADDR1ADDR2F1 圖 10 分頻電路原理圖 （四）顯示模塊 頻率值顯示電路采用八位共陰極數(shù)碼管動態(tài)顯示頻率計被測數(shù)值。 圖 11 兩種數(shù)碼管內(nèi)部原理圖 L 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟 件設(shè)計主要采用模塊化設(shè)計，敘述了各個模塊的程序流程圖，并介紹了軟件 Keil和 Proteus 的使用方法和調(diào)試仿真。 頻率計開始工作或者完成一次頻率測量，系統(tǒng)軟件都進行測量初始化。計數(shù)閘門由軟件延時程序?qū)崿F(xiàn)，從計數(shù)閘門的最小值（即測量頻率的高量程）開始測量，計數(shù)閘門結(jié)束時 TR 清 0，停止計數(shù)。 16 位定時／計數(shù)器的最高計數(shù)值為 65535，當待測信號的頻率較低時，定時／計數(shù)器可以對被測信號直接計數(shù)，當被測信號的頻率較高時，先由硬件十分頻后再有定時／計數(shù)器對被測信號計數(shù)，加大測量的精度和范圍。 中 斷 開 始中 斷 開 始計 數(shù) 器 加 1 圖 14 計數(shù)器 1中斷服務(wù)子程序 （三）顯示子程序 顯示子程序?qū)⒋娣旁陲@示緩沖區(qū)的頻率或周期值送往數(shù)碼管上顯示出來 ,由于所有 4 位數(shù)碼管的 8 根段選線并聯(lián)在一起由單片機的 P2 口 控制 ,因此 ,在每一瞬間 4 位數(shù)碼管會顯示相同的字符 ,要想每位顯示不同的字符就必須采用掃描方法輪流點亮各位數(shù)碼管 ,即在每一瞬 16 間只點亮某一位顯示字符 ,在此瞬間 ,段選控制口 P2輸出相應(yīng)字符。工作高電平是否加至定時／計數(shù)器的輸入腳；當判定高電平加至定時／計數(shù)器的輸入腳，運行控制位 TR 置 1，啟動定時／計數(shù)器對單片機的機器周期的計數(shù)，同時檢測方波高電平是否結(jié)束；當判定高電平結(jié)束時 TR 清 0，停止計數(shù)，然后從計數(shù)寄存器讀出測量數(shù)據(jù)。 簡介 Keil 軟件是目前最流行開發(fā)系列單片機的軟件， Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 18 （ 1）建立工程文件 點擊“ ProjectNew project”菜單，出現(xiàn)一個對話框，要求給將要建立的工程起一個名字，你可以在編緝框中輸入一個名字 ,點擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二 個對話框，按要求選擇目標器件片。在集成開發(fā)環(huán)境中選擇菜單“ File → New...”、單擊對應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵 Ctrl +N 將打開一個新的文本編輯窗口，完成匯編語言源文件的輸入，并且完成源程序向當前工程的添加。 接著的工作需要把匯編語言源文件加入工程之中。雙擊要加入的文件名或者選擇要加入的文件名再單擊“ Add”按鈕即可完成把匯編語言源文件加入工程。 需要注意，當把匯編語言源文件加入工程但還沒有關(guān)閉加入文件對話框，這時有可能被誤認為文件沒有成功地加入工程而再次進行加入操作，系統(tǒng)將顯示所需的文件已經(jīng)加入的提示。他支持匯編和 C的混合編程，同時具備強大的軟件仿真和硬件仿真功能 [17]。 （ 1）首先將 keil 和 Protues 兩個軟件安裝好。 （ 5） 在 keil 中進行 debug，同時在 proteus 中查看直觀的結(jié)果（如 LCD 顯示 ??）。 第五章 頻率計的系統(tǒng)調(diào)試 頻率計的系統(tǒng)調(diào)試包括系統(tǒng)軟、硬件聯(lián)合調(diào) 試。 整形電路在 Multisim10 中進行電路的仿真與調(diào)試，在 Multisim10 繪制的整形電路如圖17 所示。 22 圖 20 分頻電路實際輸出波形 當測量頻率值小于 1KHz 以下時，數(shù)碼管顯示頻率值，并最右邊發(fā)光二極管亮，作為 Hz檔單位指示。 （二 ）系統(tǒng)調(diào)試 軟件系統(tǒng)測試只能測試方波信號，外加硬件整形電路，可以測試正弦波、三角波等各種波形的頻率值，把各模塊組合在一起，做成完整的頻率計。實際測得頻率范圍沒有仿真結(jié)果那么高，只能稍微超過 1MHz。同時手工焊接單片機最小系統(tǒng)、分頻整形電路等也會帶來一定的干擾，造成信號的失真，從而導致測量精度下降， 測量范圍有所縮小，但是可以看出，誤差在允許范圍內(nèi)，所設(shè)計的電路基本符合要求。一種成就感在心頭油然而生。讓理論和實踐相結(jié)合，以此產(chǎn)生實際的成果。從而從各個方面得到提高與完善了自己，使自己的各個方面提高到一個新的臺階，同時為以后的工作打下基礎(chǔ)。 //對應(yīng)數(shù)碼管的各位 unsigned char level。 //脈沖次數(shù)暫存 unsigned int pCnt。 d[2]=pCnt/100。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。 d[2]=(pCnt%1000)/100。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。 d[2]=(pCnt%1000)/100。 } else { d[3]=0。 } } void intial() { clear=1。 //顯示 Hz 檔 ledK=1。 //定時器 0 允許 TR1=1。 28 while(1) { disp()。 //頻率計數(shù)清零 clear=0。 //顯示清零 } } else if(level==1) { if(regCnt1) { level=0。 tN=1。 //2565 29 pCnt=regCnt*10。 } else { level=2。 tN=1。 } else if(regCnt5000) { level=2。 //100 分頻 25610 TL1=0xf6。 //全滅 ledK=1。 } 30 TH0=0x3c。 } void enterFre() interrupt 3 //外部頻率輸入 { fCnt++。 TL0=0xb0。 } } ET1=1。 } else { level=3。 //定時 50ms addr2=0。 //分頻 //顯示 KHz 檔 ledK=0。 ledB=1。 //顯示 KHz 檔 ledK=0。 //硬件分頻處理 TH1=0xfb。 //定時 1s addr2=1。 if(level==0) //檔位切換 { pCnt=regCnt。 if(t==tN) { regCnt=fCnt。 //允許計數(shù)器 1 中斷 EA=1。 TMOD=0x61。 //檔位初始化為 Hz 檔 level=0。 d[1]=0。 d[0]=pCnt%10。Delay(300)。Delay(300)。Delay(300)。Delay(300)。 d[0]=pCnt%10。Delay(300)。Delay(300)。Delay(300)。Delay(300)。 d[0]=pCnt%10。 void Delay(unsigned int DelayTime) {