【正文】 泛應(yīng)用于工業(yè)控制和智能化儀器，儀表等領(lǐng)域。在基礎(chǔ)理論和專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)上，通過對數(shù)字頻率計的設(shè)計，用十進(jìn)制數(shù)字來顯示被測信號頻率的測量裝置。它的基本功能是測量正弦信號，方波信號及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量。它以測量頻率的方法直接對正弦波、方波、三角波的頻率進(jìn)行自動的測量。利用單片機(jī)的內(nèi)部定時器作為定時時間周期，若其周期為1s，則輸入的脈沖信號持續(xù)計數(shù)時間亦準(zhǔn)確地等于1s，所計數(shù)的脈沖個數(shù)即為被測信號的頻率。故輸入時鐘信號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、T1兩個定時/計數(shù)器，一個用來定時，另一個用來計數(shù)，兩者均應(yīng)該工作在中斷方式，一個中斷用于1s時間的中斷處理，一個中斷用于對頻率脈沖的計數(shù)溢出處理。并且引導(dǎo)一種創(chuàng)新的思維，把學(xué)到的知識應(yīng)用到日常生活當(dāng)中。它是一種用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。測量范圍從1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，時基寬度為1us,10us,100us,1ms。 頻率測量儀的設(shè)計思路主要是：對信號分頻，測量一個或幾個被測量信號周期中已知標(biāo)準(zhǔn)頻率信號的周期個數(shù)，進(jìn)而測量出該信號頻率的大小，其原理如右圖1所示。 基本設(shè)計原理 基本設(shè)計原理是直接用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測信號頻率的一種測量裝置。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號變成脈沖信號，其重復(fù)頻率等于被測頻率fx。由于計數(shù)器計得的脈沖數(shù)N是在1秒時間內(nèi)的累計數(shù)，所以被測頻率fx=NHz。引腳說明：當(dāng)對0端口寫入1時，可以作為高阻抗輸入端使用。程序校驗時需要外接上拉電阻。當(dāng)對P1口寫1時，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉升為高電平，此時可以作為輸入端使用。P2口的輸出緩沖能驅(qū)動4個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。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口同時具有AT89C51的多種特殊功能，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（定時器0）T1（定時器1）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲器都選通）表1 P3口的第二功能 ALE/ :當(dāng)訪問外部存儲器時，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。在本次設(shè)計中，采用89C51作為CPU處理器，充分利用其硬件資源，結(jié)合D觸發(fā)器CD4013，分頻器CD4060，模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)CD4051，計數(shù)器74LS90等數(shù)字處理芯片，主要控制兩大硬件模塊，量程切換以及顯示模塊。由運算放大器構(gòu)成的射級跟隨器起阻抗變換作用，使輸入阻抗提高。每個觸發(fā)器有獨立的數(shù)據(jù)置位復(fù)位時鐘輸入和 Q及Q非輸出。 圖5 CD4013芯片引腳用功能圖 CD406014位二進(jìn)制串行計數(shù)器，引腳及功能見如下圖6： CD4060 由一震蕩器和14極二進(jìn)制串行計數(shù)器位組成，震蕩器的結(jié)構(gòu)可以是RC或晶振電路。B、 可選擇當(dāng)作行驅(qū)動或列驅(qū)動。 2）、技術(shù)參數(shù) ）極限參數(shù)表名 稱符 號標(biāo) 準(zhǔn) 值單 位MINTYPEMAX電路電源VDD VSS VLCD驅(qū)動電壓VDD VEEVDD VDD + V輸入電壓VIN VDD + V靜電電壓 100V工作溫度 20 +70176。C Ta = 50176。 5）、顯示位與DD RAM 地址的對應(yīng)關(guān)系 顯 示 位 序 號1 2 3 4 5 ……………… 40 DD RAM 地 址(HEX)第 一 行00 01 02 03 04 ..………….. 27第 二 行40 41 42 43 44 …………….. 67 6）、初始化方法用戶所編的顯示程序,開始必須進(jìn)行初始化,否則模塊無法正常顯示,下面介紹兩種初始化方法。DL = 1: 8Bit 接口數(shù)據(jù)。 C = 0: 光標(biāo)關(guān)。當(dāng)C／T=0時為定時方式，對單片機(jī)內(nèi)部計數(shù)器進(jìn)行m2分頻后，計數(shù)器的實際計數(shù)頻率為單片機(jī)內(nèi)部頻率凡的1/m2，當(dāng)GATE=0時，反相器輸出為1，或門輸出為1，打開與門，使定時器的啟動僅受TRO端信號電平的控制。輸人高電平時允許計數(shù)，否則停止計數(shù)。通過本次課程的設(shè)計，不但加深我對在課程上所學(xué)到的單片機(jī)理論知識的認(rèn)識和理解，重新讓自己認(rèn)識到了這門學(xué)科的在應(yīng)用方面的廣闊前景，并且通過知識與應(yīng)用于實踐的結(jié)合更加豐富了自己的知識。 參考文獻(xiàn)[1]李光飛 ，：北京航空航天大學(xué)出版社，2003[2]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2002[3] E BIT 。清除屏幕 ACALL ENABLE MOV P0,38H 。顯示位置 ACALL ENABLE mov p0,80h 。LCALL XIANSHI SETB TR0 mov 27h,00h CLR C MOV C, MOV ,C CLR C MOV C, MOV ,C mov a,27h ANL A,03H MOV 17H,ACHA: JBC TF1,JINWEI 。LCD顯示。寫數(shù)據(jù) a2: mov a, r1 movc a, a+dptr call write2 inc r1 cjne a,00h,a2 ret delay: mov r7, 255 d1: mov r6, 255 d2: djnz r6, d2 djnz r7, d1 ret date: db the frequency is,00h date1: db 30h,31h,32h,33h,34h,35h,36h,37h,38h,39h DANWEI1: DB HZ ,00h DANWEI2: DB KHZ ,00h XIAOSHUDIAN: DB .,00h單片機(jī)被測信號放大整形脈沖信號 圖2 系統(tǒng)工作原理圖 STC89C52單片機(jī)及其引腳說明 STC89C52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)的程序存儲器，128字節(jié)的RAM,32條I/O線，2個16位定時器/計數(shù)器, 一個5中斷源兩個優(yōu)先級的中斷結(jié)構(gòu)，一個雙工的串行口, 片上震蕩器和時鐘電路引腳說明：當(dāng)對0端口寫入1時，可以作為高阻抗輸入端使用。程序校驗時需要外接上拉電阻。當(dāng)對P1口寫1時，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉升為高電平，此時可以作為輸入端使用。P2口的輸出緩沖能驅(qū)動4個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。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（定時器0）T1（定時器1）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲器都選通） 表1 P3口的第二功能 ALE/ :當(dāng)訪問外部存儲器時，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)以便計數(shù)。圖中輸入級一般是由BJT、JFET或MOSFET組成的差分式放大電路，利用它的對稱性可以提高整個電路的共模抑制比和其他方面的性能，它的兩個輸入端構(gòu)成整個電路的反相輸入端和同相輸入端[7]。 + 差分 電壓放大級 輸出級 Vid 輸入級 偏置電流 圖　6　集成電路運算放大器內(nèi)部組成原理框圖 運算放大器分為通用型和專用型集成電路運算放大器，741型集成運算放大器即為通用型，其電路主要包括偏置電路（24個BJT、10個電阻和一個電容組成）、輸入級、中間級和輸出級四個部分，整個電路要求當(dāng)輸入信號為零時輸出也為零。　　　　　　　　　　圖7 典型接法　　　　　　　　　　　　圖8　內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　　 顯示模塊 1602ALCD 與單片機(jī)的接法 單片機(jī)與1602ALCD的連接如圖9所示圖9 單片機(jī)與LCD接法 1602ALCD采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，本設(shè)計具體接法如下： 第1腳：VSS為地電源（圖中未畫出）。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。 第15～16腳：空腳（圖中未畫出）。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令8：DDRAM地址設(shè)置。其程序流程圖如圖11所示。將該計數(shù)脈沖個數(shù)經(jīng)單片機(jī)處理送至LCD顯示。在構(gòu)成為計數(shù)器時 ,在相應(yīng)的外部引腳發(fā)生從 1 到 0 的跳變時計數(shù)器加 1 ,這樣在計數(shù)閘門的控制下可以用來測量待測信號的頻率 。7 實驗結(jié)果與分析通過前一部分的整形放大可以將正弦波，方波，矩形波變換成相同頻率的矩形波，方便單片機(jī)進(jìn)行測量，在示波器上觀察，頻率基本不變。8 元器件清單結(jié) 束 語通過本次課程設(shè)計，雖然結(jié)果并不十分理想，但是也學(xué)到了很多東西。sbit RS=P1^0。char BB[]=HZ。int b,c,m,a=0。void measure(void)。void wr_char(char)。 while(1) { measure()。 for(m=0。} }void measure(void){ IE=0x8a。 TH1=0。}void T0_1S(void)interrupt 1{ TH0=H_0。 TR1=0。 disp[1]=freq/1000%10+0x30。 }}void Tcount_1(void)interrupt 3{ TH1=0。 wr_inst(0xc0)。} for(i=0。l2。 wr_inst(0x30)。 wr_inst(0x06)。RW=0。} void wr_char(char chardata) { P0=chardata。delay(2)。 if(a==60){a=0。} if(c==24){a=b=c=0。:39。:39。 for(i=0。j++)。i++) for(j=0。 CC[0]=c/10+0x30。 CC[3]=b/10+0x30。 CC[6]=a/10+0x30。} if(b==60){b=0。} void sj() { a++。RW=0。delay(2)。} void wr_inst(char inst) { P0=inst。 wr_inst(0x08)。} } void init(void) { wr_inst(0x30)。i++){ wr_char(disp[i])。j5。 num++。 disp[3]=freq/10%10+0x30。 freq=num*65536+TH1*256+TL1。 times++。 TR0=1。 TH0=H_