【正文】 際情況來解決當(dāng)前的問題，面對(duì)壓力時(shí)要試當(dāng)放松，一步一步的解決所遇到的難題，由于有系統(tǒng)誤差存在，理論的頻率值在本次 課程設(shè)計(jì) 中 來說是不可行的。 頻率計(jì) 設(shè)計(jì) 目標(biāo) 本次設(shè)計(jì)目標(biāo)主要包括 :系統(tǒng)的穩(wěn)定性、系統(tǒng)的準(zhǔn)確性 、系統(tǒng)的精度 ?；蛘咴黾恿似渌谱?，測(cè)量其它電子器件的功能。單片機(jī)只需要與適當(dāng)?shù)能浖斑m當(dāng)?shù)耐獠吭O(shè)備相結(jié)合，就可以構(gòu)成一個(gè)完整的有效的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)?，F(xiàn)在，單片機(jī)技術(shù)發(fā)展非常迅速，采用單片機(jī)來開發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量，不但測(cè)量準(zhǔn)確，精度高，而且誤差也很小。 并且可以進(jìn)行一定的功能 方面的 擴(kuò)展。通過加量程控制模塊的相關(guān)功能制作數(shù)字頻率計(jì)，制作出具有量程控 制及測(cè)量范圍廣的數(shù)字頻率計(jì)。因此我們開發(fā)本系統(tǒng)希望能夠給人們帶來一點(diǎn) 生活上的 樂 趣。使得 LED 流水燈按照指定的設(shè)置，隨音樂音調(diào)高點(diǎn)閃爍變化。 本論文 設(shè)計(jì)是 基于 NIOSⅡ 技術(shù)的流水燈 LED 顯示系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 與制作 。 （ 2020 屆） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料 題 目 名 稱： 基于 NIOSⅡ 技術(shù)的流水燈 LED 顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 理學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 電 科 092 學(xué) 號(hào) 09411400232 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 講師 最終評(píng)定成績(jī)： 湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處 2020 屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料 第一部分 畢業(yè)論文 （ 2020 屆） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué) 院（部）： 理學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 生 姓 名： 彭宇雷 班 級(jí)： 電科 092 學(xué)號(hào) 09411400232 指導(dǎo)教師姓名： 肖利君 職稱 講師 最終評(píng)定成績(jī) 2020 年 6 月 II 摘 要 隨著社會(huì)的科學(xué)進(jìn)步，電子信息技術(shù)的發(fā)展可以說是日新月異。 本論文中 結(jié)合 EDA 技術(shù)， NIOSⅡ技術(shù)、 C 語(yǔ)言、 計(jì)算機(jī)技術(shù) 、 PCB 制 板 等多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)。 （選定音樂天空之城） 關(guān)鍵詞： EDA 技術(shù) SOPC 技術(shù) NIOSⅡ處理器 嵌入式技術(shù) LED顯示 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III Abstract: As the scientific progress of the society, The development of electronic information technology can be described as the everchanging. Electronic products develop to small size, high speed, highly integrated, lowcost, lowpower and multifunction direction. For NIOS II processor, users can according to their needs of the embedded system’ s performance and cost, so as to achieve fast product, product marketing and the purpose of extending the product life cycle, then to keep up with the pace of progress in science and technology. In this paper, the design is based on the NIOS ⅱ technology of water lights LED’ s display system of designing and production. This paper bined with EDA technology, NIOS II technology, C language, puter technology, PCB board system and other technologies. The first step is through the PCB Board producing 8*8LED water light and the SOPC Builder establishment of system ,and then require modules plete the hardware part. The second step is through the setting of Nios II’ s system to realize 8*8 music flowing light effect of the lattice so that it piles successfully. What makes the LED water lights in accordance with the specified settings, changing with the musical tones high flicker. (The selected music of Castle in the Sky) key words: EDA Technology SOPC technology NIOS II processor technology embedded LED display 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 目 錄 摘 要 .................................................................. II ABSTRACT........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 在我們接觸的頻率計(jì)的領(lǐng)城中，從 20世紀(jì)末數(shù)字化電子器件推出和逐步規(guī)范化以后，社會(huì)上各種數(shù)字化的測(cè)量?jī)x器已逐漸成為一種潮流。單片機(jī)把標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信號(hào)來控制脈沖的個(gè)數(shù)，因此本設(shè)計(jì)具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、顯示數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。 鑒于傳統(tǒng)頻率計(jì)可以用鍵盤上的“ k0”到“ k16”鍵來讀出所測(cè)信號(hào)的頻率可以用來測(cè)非常廣泛的頻率范圍。本設(shè)計(jì)將介紹一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的基于單片機(jī) AT89C51的數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)和制作 。單片微型計(jì)算機(jī)（ Single Chip MicroComputer,SCMC）簡(jiǎn)稱單片機(jī) [1]。本設(shè)計(jì)中的頻率計(jì)具有兩個(gè)基本功能，一個(gè)是 計(jì)數(shù)功能，另一個(gè)是顯示功能。能精確的顯示所給脈沖頻率，達(dá)到測(cè)量頻率的目的。 系統(tǒng)的 可行性 ： 所謂系統(tǒng)的 可行性 ，即能否根據(jù) 環(huán)境條件順利的完成數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)量，所設(shè)計(jì)的硬件電 路和軟件分析能否完成計(jì)數(shù)的功能，達(dá)到測(cè)頻的目的，通分綜合分析，并 在Protues 環(huán)境下進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明：達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。 測(cè)量頻率范圍： 10Hz－ 2MHz。特別是用單片機(jī)來測(cè)量頻率，該設(shè)計(jì)方案可行性極高，工作穩(wěn)定，精度高。 圖 原理方框圖 方案二 ：采用單片機(jī) AT89C51 內(nèi)部的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能來對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，測(cè)量待測(cè)信號(hào)的頻率，該方案主要分為如下六個(gè)模塊： 單片機(jī) AT89C51 控制電路 模塊、分頻 電路 模塊、放大整形 電路 模塊、顯示 電路 模塊、 驅(qū)動(dòng)電路 模塊。為產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖，整形后的矩形波送入分頻器進(jìn)行分頻處理，一端送入主控制門電路 ； 一端送入數(shù)據(jù)鎖存器 ：當(dāng)分頻信號(hào)為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)分頻信號(hào)為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器保持原先狀態(tài)，送入鎖存器鎖存 ， 鎖存完后先對(duì)計(jì)數(shù)器清 0進(jìn)行下一個(gè)輪 回的計(jì)數(shù)。 方案 二：采用單片機(jī) AT89C51 及外圍電路來測(cè)信號(hào)頻率， 外圍電路包括電源電路、晶振時(shí)鐘 產(chǎn)生電路、復(fù)位電路、放大電路、整形電路、分頻電路、驅(qū)動(dòng)電路及數(shù)碼管顯示電路。測(cè)量頻率的方法有許多，如采用模擬電路、數(shù)字電路 的電子元器件來測(cè)量頻率；另一種方案，采用以單片機(jī)及適當(dāng)?shù)耐鈬娐?，利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí) /計(jì)數(shù)功能來完成頻率的測(cè)量。 綜上所述分析，采用后一種方案即利用單片機(jī)為核心及相關(guān)外圍電路實(shí)現(xiàn)頻率計(jì)的設(shè)計(jì)。若在時(shí)間 T內(nèi)，所計(jì)到的脈沖個(gè)數(shù)為 N，則頻率的表達(dá)式為 f=N/ T (1) 頻率計(jì)設(shè)計(jì)思路 從硬件電路角度來看，頻率計(jì)設(shè)計(jì)的電路主要分為以下 6個(gè)部分：信號(hào)放大電路、整形電路、分頻電路、單片機(jī)控制電路模塊、驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)碼管顯示電路。分頻電路模塊我們采用 74LVC161和 74HC151組成的外部分頻電路，將我們所測(cè)的信號(hào)給予分頻，因?yàn)槲沂褂玫膯纹瑱C(jī) AT89C51的晶振是 12MHz,它的最大計(jì)數(shù)數(shù)率為 500K，而我所測(cè)的信號(hào)頻率范圍到了 2MHz，所以我們只能通過分頻 電路來將我們所測(cè)的頻率范圍變得更為寬廣，便于我們所測(cè)多種數(shù)字頻率的大小，達(dá)到本次設(shè)計(jì)的頻率設(shè)計(jì)要求。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 從系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)角度來看，頻率計(jì)的軟件編著采用流程圖方法設(shè)計(jì)。經(jīng)分頻電路分頻后實(shí)現(xiàn)了量程的選擇?！皢纹瑱C(jī)”一詞真實(shí)的反映了單片機(jī)的形態(tài)和本質(zhì) [2]。微控制器的應(yīng)用有眾 多功能如 智能化的幫助，產(chǎn)品質(zhì)量的提高，工作環(huán)境的改善，降低能源和材料消耗，安全的確保。隨單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展、日益完善和更加充實(shí)。 AT89C51是一種低電壓，高性能 CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。 （ a）單片機(jī)外形圖 （ b） 單片機(jī)的引腳排列 89C51單片機(jī)引腳結(jié)構(gòu) 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 AT89C51 分類 51系列單片機(jī)是美國(guó) Intel公司于 1890年推出的一種八位單片機(jī)系列。 （ 2） GND：接地。 （ 4） P1口： 8位，它既可以做準(zhǔn)雙向 I/O口又可以做普通 I/O口， 基本功能如表 。 P3口的基本功能表 引腳號(hào) 第二功能 RXD（接收） TXD (發(fā)送 ) INT0 INT1 T0 T1 WR RD （ 7） RST： 手動(dòng)復(fù)位和上電復(fù)位兩種， AT89C51是高電平復(fù)位；當(dāng) AT89C51為低電平時(shí)， 復(fù)位 退出，單片機(jī)從初試狀態(tài)開始工作。 若不打算 ALE工作， 可 將 SFR地址 清 0。 （ 10） /EA/VPP： /EA為片外程序存儲(chǔ)器訪問允許控制信號(hào)輸入端， 當(dāng)其為 低電平 時(shí)，/EA才 有效 ，且 只 接收 訪問片外程序存儲(chǔ)器。在單片機(jī)內(nèi)部它是一個(gè)反向放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)該引腳懸空。 表 單片機(jī)復(fù)位和中斷入口地址 入口地址 功能說明 0000H 單片機(jī)復(fù)位后， PC=0000H開始執(zhí)行指令 0003H 外部中斷 0（對(duì)應(yīng) ） 000BH T0溢出中斷（對(duì)應(yīng) ） 0013H 外部中斷 1（對(duì)應(yīng) ） 001BH T1溢出中斷（對(duì)應(yīng) ） 0023H 串行口中斷（對(duì)應(yīng) ） 程序存儲(chǔ)器的 0000H地址是單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位后的程序起始入口地址，使用時(shí)應(yīng)在該地址中放一條無條件跳轉(zhuǎn)指令，是程序無條件的跳轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計(jì)的主程序入口地址。二者的 地址空間相互獨(dú)立，各自有不同的訪問指令。 89C51 片內(nèi)低 128 字節(jié)的地址分配如表 所示。離散的分布在該區(qū)域中，在 21 個(gè) SFR 中，字節(jié)地址能被 8 整除的 SFR 事可以位尋址的，其位地址已在表中最后一列標(biāo)出。總體硬件電路如圖 所示。 （ 2）采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)直流電壓源 由于集成穩(wěn)壓管具有體積小，外接線路簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠和通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以在各種設(shè)備中應(yīng)用十分廣泛，基本取代了由分立元件構(gòu)成的 穩(wěn)壓電路。為保征集成穩(wěn)壓器工作正常，