【正文】 28 TL0=0xb0。 } else { level=3。 //分頻 //顯示 KHz 檔 ledK=0。 //顯示 KHz 檔 ledK=0。 //定時(shí) 1s addr2=1。 if(t==tN) { regCnt=fCnt。 TMOD=0x61。 d[1]=0。Delay(300)。Delay(300)。 d[0]=pCnt%10。Delay(300)。Delay(300)。 void Delay(unsigned int DelayTime) { while(DelayTime)。 24 附件 3：頻率計(jì)源程序 include define Segment P2 define sl P0 unsigned char t。首先，了解了單片機(jī)的基本知識(shí)和在控制領(lǐng)域的作用和地位。實(shí)際測(cè)得頻率范圍沒(méi)有仿真結(jié)果那么高，只能稍微超過(guò) 2MHz。 圖 32 MHZ檔頻率仿真 經(jīng)上述測(cè)試，基本功能都以實(shí)現(xiàn)，可以測(cè)出波 形頻率值，并可以自動(dòng)切換量程單位，符合要求。 開(kāi) 始測(cè) 量 頻 率 值 X顯 示 頻 率 值判 斷 X 值X 1 K H zX 1 M H z調(diào) 用 H z 檔調(diào) 用 M H z 檔結(jié) 束NYYN調(diào) 用 K H z 檔 圖 23 量程檔自動(dòng)轉(zhuǎn)換子程序 21 軟件調(diào)試 Pouteus 軟件調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行 Keil 和 Proteus 系統(tǒng)仿真，不斷調(diào)試程序，直到符合功能要求。測(cè)頻時(shí) ,定時(shí)器 T0 工作在定時(shí)方式 ,每次定時(shí) 50mS ,則 T0 中斷 20 次正好為 1秒 ,即 T0用來(lái)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào) ,定時(shí)器 T0 用作計(jì)數(shù)器 ,對(duì)待測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù) ,每秒鐘的開(kāi)始啟動(dòng) T0 ,每秒鐘的結(jié)束關(guān)閉 T0 ,則定時(shí)器 T0 之值乘以分頻系數(shù)就為待測(cè)信號(hào)的頻率。定時(shí)／計(jì)數(shù)器的工 作首先被設(shè)置為計(jì)數(shù)器方式，即用來(lái)測(cè)量信號(hào)頻率 [15]。 A B C DEFGDP1 2 3 4U?7LEDQ?8550Q?8550Q?8550Q?85504K7R?4K7R?4K7R?4K7R?5VP20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27P00 P01 P02 P03 圖 17 數(shù)碼管顯示電路 16 檔位轉(zhuǎn)換指示電路 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用 紅、黃、綠三個(gè) LED 分別指示 Hz、 KHz 及 MHz 檔，根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率值大小，可以自動(dòng)切換量程單位，無(wú)需手動(dòng)切換，便于測(cè)量和讀數(shù)，簡(jiǎn)單方便。 15 數(shù)碼管介紹 常見(jiàn)的數(shù)碼管由七個(gè)條狀和一個(gè)點(diǎn)狀發(fā)光二極管管芯制成，叫七段數(shù)碼管 ， 根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，可分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。 74LS151 有互補(bǔ)輸出端（ Y、 W）， Y 輸出原碼，W 輸出反碼 [13]。 74LS161 還有一個(gè)進(jìn)位輸出端 CO，其邏輯關(guān)系是 CO= Q0計(jì)數(shù)過(guò)程中，首先加入一清零信號(hào) RD＝ 0，使各觸發(fā)器的狀態(tài)為 0，即計(jì)數(shù)器清零。 74LS161 引腳如圖 12 所示。 分頻電路分析 本頻率計(jì)的設(shè)計(jì)以 AT89S51 單片機(jī)為 核心，利用他內(nèi)部的定時(shí)／計(jì)數(shù)器完成待測(cè)信號(hào)周期／頻率的測(cè)量。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度較大時(shí)，通過(guò)輸入衰減電路將電壓幅度降低。集成穩(wěn)壓電源事實(shí) 上是串聯(lián)穩(wěn)壓電源的集成化。再經(jīng)濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓 U1。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。對(duì) P3 端口寫(xiě)“ 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。 表 1 P1口的第二種功能說(shuō)明表 引腳號(hào) 第二功能 T2(定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入 )，時(shí)鐘輸出 T2EX(定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制 ) MOSI(在系統(tǒng)編程用 ) MISO(在系統(tǒng)編程用 ) SCK(在系統(tǒng)編程用 ) P2 口： P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL邏輯電平。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻?？紤]到單片機(jī)本身用在控制，并非高速信號(hào)采樣處理，所以選取合適的頻率即可。同時(shí)，該單片機(jī)支持計(jì)算機(jī)并口下載，簡(jiǎn)單的數(shù)字芯片就可以制成下載線，僅僅幾塊錢(qián)的價(jià)格讓該型號(hào)單片機(jī)暢銷(xiāo) 10 年不 衰。 微 控 制 器A T 8 9 S 5 2信 號(hào) 放 大整 形分 頻 電 路驅(qū) 動(dòng) 電 路數(shù) 碼 管 顯 示5 V 電 源 圖 2 頻率計(jì)總體設(shè)計(jì)框圖 5 第三章 硬件電路具體設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求 ，頻率計(jì)實(shí)際需要設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分： AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、電源模塊、放大整形模塊、分頻模塊及顯示模塊，下面將分別給予介紹。 ) 電源模塊：為整個(gè)系統(tǒng)提供合適又穩(wěn)定的電源， 主要為單片機(jī)、信號(hào)調(diào)理電路以及分頻電路提供電源，電壓要求穩(wěn)定、噪聲小及性?xún)r(jià)高的電源。 頻率計(jì)是我們經(jīng)常會(huì)用到的實(shí)驗(yàn)儀器之一 ， 頻率的測(cè)量實(shí)際上就是在 單位 時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) ,計(jì)數(shù)值就是信號(hào)頻率。顯然，減小誤差的方法，就是增大 N。 被測(cè)信號(hào)，通過(guò)輸入通道的放大器放大后，進(jìn)入整形器加以整形變?yōu)榫匦尾?，并送入主門(mén)的輸入端 [3]。本次采用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)一種數(shù)字顯示的頻率計(jì)，測(cè)量準(zhǔn)確度高，響應(yīng)速度快，體積小等優(yōu)點(diǎn) [1]。 1 第一章 前言 頻率測(cè)量是電子學(xué)測(cè)量中最為基本的測(cè)量之一。 第五章 頻率計(jì)的系統(tǒng)調(diào)試 ................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。利用它內(nèi)部的定時(shí) /計(jì)數(shù)器完成待測(cè)信號(hào)頻率的測(cè)量。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，所制作的頻率計(jì)采用外部分頻，實(shí)現(xiàn) 10Hz~2MHz 的頻率測(cè)量，而且可以實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)切換流程。 硬件調(diào)試 .......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。由于頻率信號(hào)抗干擾性強(qiáng)，易于傳輸，因此可以獲得較高的測(cè)量精度。 在我國(guó)，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。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(guò)基選通門(mén)去觸發(fā)主控電路，再通過(guò)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(mén)電路選通被測(cè)信號(hào)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。本頻率計(jì)要求測(cè)頻誤差在 1‰以下，則 N 應(yīng)大于 1000。 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(cè)量比較高的頻率采用外部十分頻，測(cè)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 。 放大整形模塊： 放大電路是對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大，降低對(duì)待測(cè)信號(hào)幅度的要求。 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(jí)版 [5]，有世界著名半導(dǎo)體公司 ATMEL 在購(gòu)買(mǎi) MSC51設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)后，利用自身優(yōu)勢(shì)技術(shù) —— （掉電不丟數(shù)據(jù)）閃存生產(chǎn)技術(shù)對(duì)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。根據(jù)不同場(chǎng)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。合適頻率的晶振對(duì)于選頻信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)確度都有好處，本次設(shè)計(jì)選取 無(wú)源晶振接入 XTAL1 和 XTAL2 引腳。在 flash 編程時(shí)，P0 口用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。對(duì) P2 端口寫(xiě)“ 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。 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。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。 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。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度較小時(shí)，前級(jí)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(cè)信號(hào)得以放大 [10]。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(lái)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。 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 RD 變?yōu)?1 后，加入一置數(shù)信號(hào) LD＝ 0，即信號(hào)需要維持到下一個(gè)時(shí)鐘脈沖的正跳變到 來(lái)后。Q1 74LS151 引腳如圖 13 所示。根據(jù)管腳資料，可以判斷使用的是何 種接口類(lèi)型 [14].兩種數(shù)碼管內(nèi)部原理如圖 16 所示。具體設(shè)計(jì)的檔位轉(zhuǎn)換 LED 指示電路如圖 18 所示。 開(kāi) 始系 統(tǒng) 初 始 化頻 率 測(cè) 量頻 率 是 否 超 過(guò) 1 K H z硬 件 十 分 頻計(jì) 數(shù) 器 計(jì) 數(shù)測(cè) 頻 率 值測(cè) 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(duì)待測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)。 中 斷 開(kāi) 始關(guān) 外 部 計(jì) 數(shù) 器中 斷 計(jì) 數(shù) 器 裝 初 值開(kāi) 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(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) ,計(jì)數(shù)器 1中斷流程圖如圖 21所示。Proteus 總體仿真圖 29所示。 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)。實(shí)際 記錄數(shù)據(jù)如下表911所示。其次 掌握了 C語(yǔ)言的編寫(xiě)程序，學(xué)會(huì)了使用 PROTUTES 和 KEIL 的仿真來(lái)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(shū)籍和正確確定系統(tǒng)所要使用的元器件的類(lèi)型。 //定時(shí) 1s 計(jì)數(shù) unsigned char d[4]。 } void disp() { if(level==0