【正文】 器 Tl的功能設(shè)為定時(shí)。故輸入時(shí)鐘信號(hào)的最高頻率不得超過(guò)單片機(jī)晶振頻率的二十四分之一。此方法的好處是輸入的時(shí)鐘信號(hào)頻率可以不受單片機(jī)晶振頻率的限制，可以對(duì)相對(duì)較高頻率進(jìn)行測(cè)量，但缺點(diǎn)是成本比第一種方法高，硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。所以采用單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器法測(cè)量頻率。加 1計(jì)數(shù)器的初值可以通過(guò)程序設(shè)定，這樣就可以獲得不同的計(jì)數(shù)值或定時(shí)時(shí)間。 AT89C51 單片機(jī)的時(shí)鐘頻率可以在 0Hz— 24MHz 范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)使用 12MHz 時(shí)鐘時(shí)，最大計(jì)數(shù)速率為 500KHz。由于信號(hào)的頻率就是每秒鐘信號(hào)脈沖的個(gè)數(shù)，于是我讓 T1 工作在定時(shí)狀態(tài)下，定時(shí)時(shí)間為 1 秒。將被測(cè)信號(hào)不加任何處理，直接輸入單片機(jī)的 口。系統(tǒng)總體方框如圖 4 所示。空閑模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。當(dāng) P1口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 電流。 RST：復(fù)位輸入。在低平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOV X， MOV C 指令 是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此期間使用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 VCC：供電電壓。 圖 頻率顯示電路圖 當(dāng)按鍵按下以后， 端直接與地接通，使 引腳為低電平；當(dāng)鍵彈起后， 重新恢復(fù)高電平，從而產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)從而接收輸入信號(hào)并測(cè)量。 MCS51 系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，但要形成時(shí)鐘脈沖，外部還需附加電路。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 時(shí)鐘電路 如圖 所示，利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳 XTALl 和 XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器 X1（簡(jiǎn)稱(chēng)晶振），就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路。 5V直流電源如圖 所示。所以本次設(shè)計(jì)選用手動(dòng)復(fù)位按鈕，其電路圖如圖 所示。數(shù)碼管的每一個(gè)數(shù)碼段是一只發(fā)光二極管。共陰 極 數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管，共陰 極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線(xiàn) GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是 單片機(jī) 中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8個(gè)顯示筆劃 “ a， b， c， d， e， f， g， dp” 的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O線(xiàn)控制，當(dāng)單 片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。在定義其顯示字形的碼段時(shí)，通過(guò) I/O 口送出七段碼。當(dāng)用作定時(shí)器時(shí)，在其輸入端輸入周期固定的脈沖，根據(jù)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中累計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)，即可計(jì)算出所定時(shí)間的長(zhǎng)度。當(dāng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器用作計(jì)數(shù)器時(shí)，計(jì) 數(shù)脈沖來(lái)自外部輸入引腳 T0 或 T1。 最終的硬件電路圖 根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案， AT89C51 單片機(jī)帶有“時(shí)鐘電路”與“手動(dòng)復(fù)位電路”，各模塊的作用與單片機(jī)各引腳功能已詳細(xì)敘述。 圖 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)圖 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 4章 軟件的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用 C 語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。由 C 語(yǔ)言編程的單片機(jī)應(yīng)用程序，稱(chēng)為單片機(jī) C 語(yǔ)言程序。 開(kāi) 始T0count++結(jié) 束 圖 定時(shí) 0 中斷程序流程圖 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 定時(shí) 1 中斷的流程圖如圖 所示。//先確定相應(yīng)數(shù)碼管的段碼，送入段碼 P2=dispbit[dispcount]。 P2=dispbit[dispcount]。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第 5 章 軟件與硬件調(diào)試 C 程 序編譯與仿真結(jié)果 Keil uVision是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng) ， 使用接近于傳統(tǒng) C 語(yǔ)言的語(yǔ)法來(lái)開(kāi)發(fā)，與匯編相比 ， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用 ， 而且大大的提高了工作效率和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期 ，它 還能嵌入?yún)R編， 你 可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 圖 中頻仿真 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 選取了一個(gè)較大的頻率 9000Hz，其仿真結(jié)果如圖 所示。 我查閱了大量的相關(guān)文獻(xiàn)，甚至是制造 AT89C51 單片機(jī)的 ATMEL 公司發(fā)布的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，收獲很大。我看到 Proteus 仿真軟件的元件庫(kù)里有成千上萬(wàn)種元器件，卻由于不認(rèn)識(shí)英文，有時(shí)尋找一個(gè)元器件需要花很長(zhǎng)時(shí)間，耽誤了不少功夫。這不但提高了我們解決未知問(wèn)題的能力，而且加強(qiáng)了和同學(xué)老師之間的交流與協(xié)作，使我們的綜合能力進(jìn)一步 提高。其次感謝所有在這四年里給予我關(guān)懷、教育和培養(yǎng)的老師們，是你們的無(wú)私奉獻(xiàn)，辛勤耕耘，讓我在這大學(xué)四年的時(shí)光里學(xué)到了很多的知識(shí)和做人做事的道路。同時(shí)何教授又在我完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中起到了很好的督促作用，促使我早日完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此我表示忠心感謝！ 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 參考文獻(xiàn) [1]何立民 .MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1995. [2]陳明熒 .8051 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材 [M].北京 ： 清華大 學(xué)出版社， 2020. [3]何立民 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 [M].北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社， 1998. [4]彭容修，劉泉，馬建國(guó) .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].湖北 ： 武漢理工大學(xué)出版社， 2020. [5]李全利 .單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) [M].北京 :高等教育出版社， 2020. [6]萬(wàn)福君 .單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [M].合肥 ： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， 2020. [7]戴佳，戴衛(wèi)恒 .51 單片機(jī) C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) [M]. 北京 ： 電子工業(yè)出版社， 2020. [8]畢滿(mǎn)青 . 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) [M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [9] 徐金增 .單片機(jī)編程仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M].山東： 山東師范大學(xué) 出版社 ， 2020. [10]張毅坤，陳善久，裝雪紅 .單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 [M].西安 ： 西安電子科技大學(xué)出 版社， 1998. [11]康華光，鄒壽彬，秦臻 .電子技術(shù)基礎(chǔ) .數(shù)字部分 (第五版 )[M].北京 ： 高等教育出版社 ， . (2020 重印 ) [12]謝龍漢，魯力，張桂東 ． Altium Designer 原理圖與 PCB 設(shè)計(jì)及仿真［ M］．北京 ： 電 子工業(yè)出版社 ， 2020. [13]李立華，李永華，徐曉東，王瑩 .模擬電子技術(shù) [M].電子工業(yè)出版社 ， 2020. [14]Kavanagh R Digital Tachometer with Reduced Sensitivity to Sensor Nonideality.[M]. IEEE . Elect ron. 2020 ， 47 (4) ： 90– 97. [15]David of Elect ronic Circuit Design.[M].北京 .電子工業(yè)出版社， 2020. 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 附錄 A 系統(tǒng)硬件電路圖 圖 是系統(tǒng)硬件電路圖。 unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x70,0x76,0x5b,0x00}。//暫存數(shù)組 unsigned char dispcount。//定義標(biāo)志位 unsigned long x,y。//定時(shí)器 0 初值低 8 位為 0 TH1=(655365000)/256。//啟動(dòng)定 時(shí)器 0 ET0=1。 chushihua()。 y=x。 dispbuf[1]=10。 } /**********數(shù)碼管顯示 **********/ for(i=0。 while(x/10) //將頻率值的每一位分離出來(lái)，存進(jìn) temp 數(shù)組，例如 63239分離為 9 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 { temp[i]=x%10。 for(i=7。 } for(i=2。//記時(shí)清零 T0count=0。//重新啟動(dòng)定時(shí)器 0，其實(shí)是作為計(jì) 數(shù)器來(lái)用 } } } void t0(void) interrupt 1 { T0count++。 if(timecount==200) //當(dāng) timecount=250 時(shí)，即為 1s { TR0=0。//先關(guān)閉所有數(shù)碼管 P0=dispcode[dispbuf[dispcount]]。y=1000) { P0=dispcod1[dispbuf[5]]。//掃描完第 4 個(gè)，回頭掃描第 0 個(gè) } }