【正文】 0) //KHz檔 { level=1。 if(regCnt999) { pCnt=0。 //更新顯示 fCnt=0。 //總中斷允許 } void main() { intial()。 //定時(shí)器 0，工作方式 1，計(jì)數(shù)器 1，工作方式 2(8 位自動(dòng)重裝 ) //開定時(shí)器 0 中斷 ET0=1。 ledM=1。 d[0]=0。 0)。 } else if(level==2) { d[3]=pCnt/1000。 //帶小數(shù)點(diǎn) 25 sl=0xf7。 sl=0xfb。 sl=0xfd。 sl=0xfe。 } else if(level==1) { d[3]=pCnt/1000。 sl=0xf7。 sl=0xfb。 sl=0xfd。 sl=0xfe。 } void disp() { if(level==0) //B 位檔 { d[3]=0。 //脈沖下降沿次數(shù) unsigned int regCnt。 //定時(shí) 1s 計(jì)數(shù) unsigned char d[4]。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中我的很多方面的能力都得到了提高，尤其在單片機(jī)軟件編程方面讓我感觸頗深。其次 掌握了 C語言的編寫程序，學(xué)會(huì)了使用 PROTUTES 和 KEIL 的仿真來實(shí)現(xiàn) ，同時(shí)掌握了如何收集、查閱、應(yīng)用文獻(xiàn)資料，如何根據(jù)實(shí)際 需要有選擇的閱讀書籍和正確確定系統(tǒng)所要使用的元器件的類型。 23 第六章 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，通過這次設(shè)計(jì)，我受益匪淺。實(shí)際 記錄數(shù)據(jù)如下表911 所示。經(jīng)過不斷的軟硬件聯(lián)合調(diào)試，修改程序和硬件，最終符合設(shè)計(jì)功能要求。 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)軟件調(diào)試 經(jīng)軟件的調(diào)試 — 修改 — 再調(diào)試，如此反復(fù)，排除各種故障最終基本完成了設(shè)計(jì)所要求的任務(wù)。例如輸入信號 456KHz，仿真顯示如圖 31所示。Proteus 總體仿真圖 29 所示。 開 始選 擇 檔 位數(shù) 據(jù) 各 位 分 離送 數(shù) 據(jù) 顯 示延 時(shí)結(jié) 束 圖 22 顯示子程序流程圖 20 量程檔自動(dòng)轉(zhuǎn)換子程序 使用定時(shí)方法實(shí)現(xiàn)頻率測量時(shí)，外部的待測信號通過頻率計(jì)的預(yù)處理電路變成寬度等于待測信號周期的方波，該方波同樣加至定時(shí)／計(jì)數(shù)器的輸入腳（ ）。 中 斷 開 始關(guān) 外 部 計(jì) 數(shù) 器中 斷 計(jì) 數(shù) 器 裝 初 值開 外 部 計(jì) 數(shù) 器選 擇 相 應(yīng) 檔 位判 斷 計(jì) 數(shù) 是 否 為 1 s中 斷 返 回Y 圖 20 T0中斷服務(wù)子程序 定時(shí)／ 計(jì)數(shù)器 T1工作在計(jì)數(shù)方式 , 對信號進(jìn)行計(jì)數(shù) ,計(jì)數(shù)器 1中斷流程圖如圖 21所示。定時(shí)／計(jì)數(shù)器的工作被設(shè)置為定時(shí)器方式，定時(shí)／ 18 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器清 0，在判斷待測信號的上跳沿到來后，運(yùn)行控制位 TR 置為 1，以單片機(jī)工作周期為單位進(jìn)行計(jì)數(shù)，直至信號的下跳沿到來，運(yùn)行控制位 TR 清 0，停止計(jì)數(shù)。 開 始系 統(tǒng) 初 始 化頻 率 測 量頻 率 是 否 超 過 1 K H z硬 件 十 分 頻計(jì) 數(shù) 器 計(jì) 數(shù)測 頻 率 值測 量 數(shù) 據(jù)顯 示NY 圖 19 系統(tǒng)軟件流程總圖 首先定時(shí)／計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器清 0，運(yùn)行控制位 TR 置 1，啟動(dòng)對待測信號的計(jì)數(shù)。系統(tǒng)軟件流程如圖 19 所示。具體設(shè)計(jì)的檔位轉(zhuǎn)換 LED 指示電路如圖 18 所示。 頻率值顯示電路 數(shù)碼管電路設(shè)計(jì)不加三極管驅(qū)動(dòng)時(shí)，數(shù)碼管顯示數(shù)值看不清，不便于頻率值的測量與調(diào)試 。根據(jù)管腳資料，可以判斷使用的是何 種接口類型 [14].兩種數(shù)碼管內(nèi)部原理如圖 16 所示。 A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1GND8VCC16RCO15Q311Q212Q113Q014U1674161X04X13X22X31X415X514X613X712A11B10C9E7GND8VCC16Y5Y6U1474151I111I122O13I214I225O26GND7O38I319I3210O411I4112I4213VCC14U1374005VCLEAR5VP355V5VCLEARADDR0ADDR1ADDR2F1 圖 15 分頻電路原理圖 顯示模塊 顯示模塊由頻率值顯示電路和量程轉(zhuǎn)換指示電路組成。 74LS151 引腳如圖 13所示。合理應(yīng)用計(jì)數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片 74LS161 可以組成 16 進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器。Q1 從 74LS161 功能表功能表中可以知道，當(dāng)清零端 CR=“0” ，計(jì)數(shù)器輸出 Q Q Q Q0立即為全 “0” ，這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。 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個(gè)時(shí)鐘脈沖的正跳變到 來后。CET) 。 圖 12 74LS161 引腳圖 時(shí)鐘 CP 和四個(gè)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(jìn)位輸出 TC (TC=Q0為了測量提高精度，當(dāng)被測信號頻率值較低時(shí)，直接使用單片機(jī)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)測得頻率值；當(dāng) 被測信號頻率值較高時(shí)采用外部十分頻后再計(jì)數(shù)測得頻率值。單片機(jī) AT89S51 內(nèi)部具有 2 個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，定時(shí)／計(jì)數(shù)器的工作可以由編程來實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)和產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)中斷要求的功能。具體放大整形電路如圖 11 所示。當(dāng)輸入信號電壓幅度較小時(shí)，前級輸入衰減為零時(shí)若不能驅(qū)動(dòng)后面的整形電路，則調(diào)節(jié)輸入放大的增益，時(shí)被測信號得以放大 [10]。而后面的閘門或計(jì)數(shù)電路要求被測信號為矩形波，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)整形電路則在測量的時(shí)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。 10 電源電路設(shè)計(jì) 根據(jù)上述介紹設(shè)計(jì)，電源電路包括變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等模塊組成，使用 LED 進(jìn)行電源工作狀態(tài)指示。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路其工作原理是利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化，會(huì)引起其電流有較大變化這一特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限流電阻上的壓降來達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。 9 圖 7 直流穩(wěn)壓電源框圖及波形 (1)電源變壓器 T的作用是將 220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓 Ui。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在使用 8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。對 P2 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作 7 為 輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在 flash 編程時(shí)，P0 口用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯電平。合適頻率的晶振對于選頻信號強(qiáng)度準(zhǔn)確度都有好處，本次設(shè)計(jì)選取 無源晶振接入 XTAL1 和 XTAL2 引腳。 6 所以本次設(shè)計(jì)選用 手動(dòng)復(fù)位。根據(jù)不同場合的要求，這款單片機(jī)提供了多種封裝，本次設(shè)計(jì)根據(jù)最小系統(tǒng)有時(shí)需要更換單片機(jī)的具體情況，使用雙列直插 DIP40 的封裝。片內(nèi)資源有 4 組 I/O 控制端口、 3 個(gè)定時(shí)器、 8 個(gè)中斷、軟件設(shè)置低能耗模式、看門狗和斷電保護(hù)。 AT89S52 主控制器模塊 AT89S52 的介紹 8位單片機(jī)是 MSC51 系列產(chǎn)品升級版 [5]，有世界著名半導(dǎo)體公司 ATMEL 在購買 MSC51設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)后，利用自身優(yōu)勢技術(shù) —— （掉電不丟數(shù)據(jù)）閃存生產(chǎn)技術(shù)對舊技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和擴(kuò)展，同時(shí)使用新的 半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝，最終得到成型產(chǎn)品?？捎?74161 進(jìn)行外部十分頻。 放大整形模塊： 放大電路是對待測信號的放大，降低對待測信號幅度的要求。利用其內(nèi)部的定時(shí)／計(jì)數(shù)器完成待測信號周期／頻率的測量。 本文介紹了一種基于 單片機(jī) AT89S52 制作的頻率計(jì)的設(shè)計(jì)方法 ,所制作的頻率計(jì) 測量比較高的頻率采用外部十分頻，測量較低頻率值時(shí)采用單片機(jī)直接計(jì)數(shù)，不進(jìn)行外部分頻 。由于數(shù)字測量的離散性，被測頻率在計(jì)數(shù)器中所記進(jìn)的脈沖數(shù)可有正一個(gè)或負(fù)一個(gè)脈沖的 1? 量化誤差，在不計(jì)其他誤差影響的情況下，測量精度將為： 1()fA N? ? 3 應(yīng)當(dāng)指出，測量頻率時(shí)所產(chǎn)生的誤差是由 N 和 T 倆個(gè)參數(shù)所決定的，一方面是單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)越多時(shí)，精度越高，另一方面 T 越穩(wěn)定時(shí)，精度越高。本頻率計(jì)要求測頻誤差在 1‰以下，則 N應(yīng)大于 1000。這個(gè)誤差是比較大的，實(shí)際上，測量的脈沖個(gè)數(shù)的誤差會(huì)在177。由晶體振蕩器產(chǎn)生的基頻，按十進(jìn)制分頻得出的分頻脈沖，經(jīng)過基選通門去觸發(fā)主控電路，再通過主控電路以適當(dāng)?shù)木幋a邏輯便得到相應(yīng)的控制指令，用以控制主門電路選通被測信號所產(chǎn)生的矩形波，至十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路進(jìn)行直接計(jì)數(shù)和顯示。 其中以 AT89S52 為內(nèi)核的單片機(jī)系列目前在世界上生產(chǎn)量最大，派生產(chǎn)品最多，基本可以滿足大多數(shù)用戶的需要 [2]。 頻率計(jì)發(fā)展與應(yīng)用 在我國，單片機(jī)已不是一個(gè)陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)的里程碑事件。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(shí)間內(nèi)變化的物理量。由于頻率信號抗干擾性強(qiáng)，易于傳輸，因此可以獲得較高的測量精度。 軟件調(diào)試 ........................................................................... 21 Pouteus 軟件調(diào)試 ............................................................... 21 功能調(diào)試 ....................................................................... 21 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................................... 22 系統(tǒng)軟件調(diào)試 ...............................................