【正文】 顯示器反映到人們眼簾。測量的相對誤差為 ? 1%。 本文設(shè)計的 測量 頻率計 由 硬件電路和軟件 設(shè)計兩 部分 組成 。 硬件電路 以 AT89S52 單片機 最小系統(tǒng)為核心，實現(xiàn)整個電路的測試信號控制、數(shù)據(jù)運算 等功能，選用 74LS160 作為分頻電路，并通過 LCD 顯示模塊顯示測量的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、可靠性高、測頻范圍寬、使用方便等優(yōu)點。集成數(shù)字頻率計由于所用元件少、投資少 ,體積小 ,功耗低 ,且可靠性高 ,功能強 ,易于設(shè)計和研發(fā) ,使得它具有技術(shù)上的實用性和應(yīng)用的廣泛性。 而從民族產(chǎn)業(yè)上來說，我們在這種產(chǎn)業(yè)中還落后于西方發(fā)達國家，這將會關(guān)系到民族產(chǎn)業(yè)的興衰。而頻率計的發(fā)展雖是一個極小部分但也可以反映出我國民族產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。正是因為數(shù)字頻率計的應(yīng)用是如此的廣泛，才使得它的作用是如此的重要 ,所以更應(yīng)該去關(guān)注和研究。我國的 CD、 VCD、 DVD 和數(shù)字音響廣播等新技術(shù)已開始大量進入市場 。從而很多的企業(yè)沒有競爭力，這也和我國其他的民族產(chǎn)業(yè)存在相同的情況，這也正是我國在高速發(fā)展后的今天很少有自己的民族品牌的原因，所以我國應(yīng)該大力的支持自己的民族品牌，不僅僅是要在資金和人才的投入，還要有具體的實際行動并起到一定的保護作用。設(shè)計過程由許多零碎資料的收集過程的組成，就像拼圖游戲里的零碎圖片同時把它們拼裝在一起，使得它們之間即不重疊也沒有間隙。 數(shù)字頻率計的設(shè)計 3 2 硬件電路的設(shè)計 系統(tǒng)方案選擇 1 方案一 電路整體框架如圖 。采用這種方法可大大提高測試頻率的精度和靈活性，并且能極大的減少外部干擾，采用 C語言編程設(shè)計實現(xiàn)的數(shù)字頻率計，整個系統(tǒng)非常精簡，而且具有靈活的現(xiàn)場可更改性。方案三 :用單片機實現(xiàn)。 數(shù)字頻率計的設(shè)計 5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及基本設(shè)計原理 數(shù)字頻率計結(jié)構(gòu)框圖 圖 結(jié)構(gòu)框圖 本次設(shè)計的數(shù)字頻率計是由輸入整形電路、分頻器、量程選擇、計數(shù)器、顯示器組成。被測信號 VX 經(jīng)放大整形電路變成計數(shù)器所要求的脈沖信號 I ，其頻率與被測信號的頻率相同。 然后采用循環(huán)采西南石油大學(xué)本科設(shè)計 6 集程序 while（ 1）來說實現(xiàn)對輸入信號的重復(fù)采集與測量。 在 DC 177。 圖 MAX913 引腳圖 MAX913資料 MAX913是單路的高速、低功耗比較器具有差分輸入和互補的 TTL 輸出。 MAX913可以從一個單一的供電 +5 V 電源供電或177。 分 頻器采用 74LS160來實現(xiàn)。當(dāng)清除端 /MR 為低電平時，不管時鐘端 CP 狀態(tài)如何，即可完成清除功能。 74LS160 有超前進位功能。 74LS160管腳圖如下： 圖 74LS160引腳圖 引出端符號 及功能 ： TC 進位輸出端 CEP 計數(shù)控制端 Q0－ Q3 輸出端 CET 計數(shù)控制端 CP 時鐘輸入端（上升沿有效） /CR 異步清除輸入端（低電平有效） /LOAD 同步并行置入控制端（低電平有效） 邏輯圖如圖 ： 數(shù)字頻率計的設(shè)計 9 圖 74LS160內(nèi)部邏輯圖 功能表如下表： 表 74LS161功能表 輸入 輸出 CR LD CEP CET CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 0 x x x x x x x 0 0 0 0 1 0 x x d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 1 1 1 1 x x x x 計數(shù) 1 1 0 x x x x x 保持 1 1 x 0 x x x x x 保持 推薦工作條件如表 表 74LS161推薦工作條件 74LS160 單位 最小 額定 最大 電源電壓 5 V 西南石油大學(xué)本科設(shè)計 10 輸入高電平電壓 IHV 2 V 輸入低電平電壓 ILV V 輸出高電平電流 OHI 800 輸出低電平電流 OLI 16 mA 時鐘頻率 cpf 0 25 MHz 脈沖寬度 tW 25 ns 保持時間 t 0 ns 選通通道 選通通道是為了滿足設(shè)計需求，能夠測量 10Mhz 的測量要求設(shè)置的一個檔位選擇電路。A 輸出低電平電流 OLI 16 mA 時鐘頻率 cpf 0 25 MHz LCD1602在系統(tǒng)中的應(yīng)用 LCD1602 的特點 ● 液晶顯示屏是以若干個 5 8 點陣塊組成的顯示字符群。 如圖 它的外觀圖和表 引腳說明： 圖 LCD1602 外觀圖 1602 引腳圖如下： 表 1602 引腳圖如下 引腳號 引腳名 電平 輸入 /輸出 作 用 1 VSS 接地 電源地 2 VCC +VCC 電源（ +5V） 3 V0 接地 對比調(diào)整電壓 4 RS 0/1 輸入 0=輸入指令 1=輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0=向 LCD 寫入指令或數(shù)據(jù) 1=從 LCD讀取信息 6 E 1→ 0 輸入 使能信號 . 1 時讀取信號 1→ 0（下降沿）執(zhí)行指令 7～ 14 DB～ DB7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)引腳 15 A +VCC LCD 背光電源正極 16 K 接地 LCD 背光電源負極 LCD1602 的工作原理 LCD1602 通過內(nèi)置控制器 HD44780 來控制顯示， HD44780 包括 DDRAM、 CGROM和 CGRAM。附錄 4說明了 CGROM 和 CGRAM 與字符的對應(yīng)關(guān)系 。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏 輯電平。 在 flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 在 flash 編程和校驗時， P2口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，在 flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號 ， 端口引腳第二功能 如表 所示： 表 P3 口引腳第二功能 引腳號 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時 /計數(shù)器 0) T1(定時 /計數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗的控制信號。一般情況下， ALE仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。 圖 內(nèi)部方式時鐘電路 圖 外部方式時鐘電路 外部方式的時鐘電路如圖 所示， XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩器。 復(fù)位是單片機的初始化操作。 表 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0～ P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端。 復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位 兩種方式。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實現(xiàn)的，其電路如圖 (b)所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實現(xiàn)的，其電路如圖 (c)所數(shù)字頻率計的設(shè)計 19 示。傳送 RAM 命令 。 N Y 開始 初始化 低頻？ 顯示結(jié)果 切換到高頻檔 切換到低頻檔 單片機運算 圖 程序框圖 數(shù)字頻率計的設(shè)計 21 LCD1602顯示子程序流程 1602 模塊組件內(nèi)部主要右 LCD 顯示屏（ LCD panel）、控制器（ controller）、列驅(qū)動器（ segment driver）和偏壓產(chǎn)生電路組成。 流程圖如圖 ，程序見附錄 2。 實物圖如圖 所示： 圖 實物圖 數(shù)字頻率計的設(shè)計 23 系統(tǒng)的軟件調(diào)試 軟件調(diào)試主要用 Keil 調(diào)試軟件來進行。在中間白色框上面的為工具欄，通過它可以對調(diào)試軟件進行操作控制。 西南石油大學(xué)本科設(shè)計 24 頻率測量結(jié)果 表 為測量頻率的數(shù)據(jù)。 表 頻率測量數(shù)據(jù) 序號 實際頻率（ Hz） 測量頻率（ Hz） 測量誤差（ %） 1 10 10 0% 2 100 99 % 3 500 496 % 4 1000 991 % 5 10000 9905 % 6 100000 99047 % 7 500000 500260 % 8 1000000 1010540 % 9 5000000 5102300 % 數(shù)字頻率計的設(shè)計 25 5 總結(jié)與展望 總結(jié) 本文提出了一種基于單片機 的 數(shù)字頻率計 的設(shè)計方案，從硬件和軟件兩個方面詳細 地 闡述了 數(shù)字頻率計 的設(shè)計過程，最終制作出一款具有一定實用性的 頻率測量儀 。 本次設(shè)計采用的是單片機本身的計數(shù)來實現(xiàn)的，從本身的特性來講很難實現(xiàn)對輸入信號小于 1Hz 時的測量，而且測量較高頻率信號時（比如說 1GHz），只能采用更多計數(shù)器件來實現(xiàn)分頻，從總體的分布來說就顯得很繁瑣，所以需 要選用集成度高，適用功能強的芯片來實現(xiàn)更好的頻率測量。在今天高集成電路的發(fā)展使很多功能都可以在一個集成電路板上實現(xiàn)，甚至于用一個小小的集成塊就可以實現(xiàn)，這就是今天很多的產(chǎn)品都是 精小型的原因，當(dāng)然頻率計更是要想這個方向發(fā)展。 非常感謝指導(dǎo)老師 何道清 老師的指導(dǎo)， 何 老師總是在百忙之中抽出時間來對我們悉心指導(dǎo)，為我們提出了各方面的指導(dǎo)意見，為我們提供各方面的重要資料，是我們的工作進程中的中堅力量。感 謝你們?yōu)槲业恼撐膶忛喫冻龅男燎趧趧印? sbit RW = P1^1。 //確定光標(biāo)位置 void LcdWd(uchar)。 //延時，毫秒數(shù)由 j 決定 void WaitIdle()。 西南石油大學(xué)本科設(shè)計 30 if(*s==0) //遇到字 符串結(jié)束 return。 xPos++。 /