【正文】 最后搞定控制電路的連接。 圖 Hz檔 當(dāng)待測(cè)頻率 大 于 1000Hz 并 比 1MHz 小 時(shí)，發(fā)光二極管 黃 色燈亮。 主程序分為如下幾個(gè)模塊：開(kāi)始、系統(tǒng)初始化、 中斷定時(shí)、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、量程選擇、數(shù)碼管顯示，中斷定時(shí)有相應(yīng)的子程序。 Protues 和 Keil 的聯(lián)調(diào) 點(diǎn)擊 Project— New Project保存該程序 [19]，并輸入一個(gè)名字，具體如圖 。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第四章 數(shù)字頻率計(jì)的軟件設(shè)計(jì) 整體程序設(shè)計(jì) 數(shù)字頻率計(jì) 的整體程序 設(shè)計(jì) 采用 流程圖 的方法設(shè)計(jì)， 由 有 五部分組成：系統(tǒng) 初始化、計(jì)算脈沖個(gè)數(shù) 、 檔位轉(zhuǎn)換 、 定時(shí)器中斷是否溢出 、 顯示 。 所謂動(dòng)態(tài)顯示，所有數(shù)碼管的段選線并聯(lián)一起，由位選結(jié)來(lái)控制使數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，利用余輝和人眼 短 暫的作用，將字形碼對(duì)應(yīng)相應(yīng)的位選。為了對(duì) 4個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行選擇，使用 2 位 地址碼輸入 S1S0，產(chǎn)生 4 個(gè)地址信號(hào)，由 S1S0 等于 00、 0 0 03 分別控制 4 個(gè)與門的開(kāi)閉。Q 1 電壓傳輸特性曲線 綜上所述，由此可見(jiàn) 555 定時(shí)器輸出的波形為反相傳輸波形，而我們測(cè)頻率需要的是正向工作波形，因此在 555 定時(shí)器后需接一個(gè)非門 7400，改變其方向 。 圖 外部時(shí)鐘電路接線圖 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 放大整形電路 由于單片機(jī)內(nèi)部的 2個(gè)定時(shí)、計(jì)數(shù)器只能對(duì)矩形波進(jìn)行計(jì)數(shù)，而我們所輸入的 時(shí)變信號(hào)可以是正弦波、三角波、方波，于是我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)整形電路，將待測(cè) 時(shí)變信號(hào) 進(jìn)行整形，使之變?yōu)榫匦尾?； 而輸入的信號(hào)微弱程度不了解，于是我們將輸入信號(hào)送入晶體管進(jìn)行放大處理 。 89C51 單片機(jī)的上電復(fù)位電路與手動(dòng)復(fù)位電路如圖 、 所示。為了能夠更好地濾除紋波，在電源輸出端 加上了由電感和電容組成的濾波網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到濾除系統(tǒng)紋波電壓的效果。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 總體硬件電路圖 電 源電路論證與比較 （ 1）采用分立元件設(shè)計(jì)直流電壓源 本設(shè)計(jì)是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，整流部分為單相橋式整流、電容濾波電路，穩(wěn)壓部分由調(diào)整元件晶體管，比較放大器，取樣電阻，基準(zhǔn)電壓管，過(guò)流保護(hù)電管及電阻等組成。它可以劃分為三個(gè)區(qū)域，即工作寄存器區(qū)、可位尋址區(qū)和用戶 RAM 區(qū) [7]。另外，通常在相應(yīng)的中斷入口地址放置一條無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令，是程序跳轉(zhuǎn)到用戶安排的中斷服務(wù)程序的起始地址處。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，此引腳作為外部時(shí)鐘輸入端。此時(shí)， ALE便只能 執(zhí)行 MOVX指念 ， MOVC指令 對(duì) ALE才 有 作用。 P1口的基本功能表 引腳號(hào) 基本 功能 T2(定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 )，時(shí)鐘輸出 口 T2 (定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 ) MOSI MISO SCK 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 （ 5） P2口： P2口可以做通用 I/O口，又可以做地址總線口，內(nèi)部自帶上拉電阻，和P1口一樣，具有 8位，做通用 I/O時(shí)，功能與 P1口功能類似，且外接 I/O設(shè)備；當(dāng)做地址總 線口時(shí)，在中央處理器控制下，使 P2口引腳輸出地址為 a8a15。 MCS51系列單片機(jī)已經(jīng)有很多品種，可分為基本型和增強(qiáng)型兩大系列： 51子系列和 52子系列，以芯片型號(hào)最末位的數(shù)字作為標(biāo)志 [4]。 簡(jiǎn)易 數(shù)字頻率計(jì) 系統(tǒng)就是以單片機(jī)為主要 核心 器件設(shè)計(jì)的一個(gè) 頻率計(jì) ，這只是單片機(jī)應(yīng)用的一個(gè) 很小 點(diǎn)，由點(diǎn)及面，希望可以更好的 掌握 和應(yīng)用單片機(jī) 系統(tǒng) 技術(shù)。 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們生活水平的迅速提高，單片機(jī)的應(yīng)用越來(lái)廣泛，近年來(lái)，它廣泛應(yīng)用于航空航天 技術(shù) 、電子產(chǎn)品、雙控、電子儀器、微電子、 FPGA、 CPLD、電子技術(shù)學(xué)科 等各個(gè)領(lǐng)域， 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的智商也突飛猛進(jìn)的提高，目前單片機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，應(yīng)用于各行各業(yè)，以單片機(jī)為核心及相關(guān)外圍電路來(lái)控制電子器，這一項(xiàng)新技術(shù)變得非常普遍，因此，當(dāng)前許多廠家致力于提高電子 元器件的功能，現(xiàn)在的產(chǎn)品穩(wěn)定度強(qiáng)，精度高，功耗低，價(jià)格合理 ， 在工作環(huán)境適當(dāng)?shù)那闆r下 ，盡可能 研發(fā)出功能強(qiáng)大的 單片機(jī)技術(shù) 來(lái)設(shè)計(jì)更多有利于人類的 產(chǎn)品 ， 這樣一來(lái)，使得單片機(jī)技術(shù)越來(lái)越先進(jìn) 。將程序分為如下 5個(gè)模塊： 系統(tǒng) 初始化程序模塊、中斷 定時(shí) 程序模塊、 計(jì)數(shù)器 控制模塊、 檔位控制模塊、 頻率計(jì)顯示模塊等等。信號(hào)放大電路是根據(jù)信號(hào)的微弱強(qiáng) 度來(lái)給予所測(cè)信號(hào)來(lái)進(jìn)行放大，當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，增大放大器的增益，放大所測(cè)信號(hào)。 前一種方案，采用全數(shù)字器件， 分為如下模塊： 待測(cè)信號(hào)放大模塊，波形整形模塊，分頻器電路模塊，控制門電路模塊，計(jì)數(shù)器模塊，數(shù)據(jù)鎖存器模塊，電源模塊，全波整流模塊，整流穩(wěn)壓模塊 ，顯示譯碼器模塊， 4位 LED 顯示模塊。同時(shí)，由主控制門輸出的計(jì)數(shù)脈沖送到計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，將所計(jì)到的數(shù)據(jù)也送入鎖存器進(jìn)行鎖存。 本文設(shè)計(jì)的頻率范 圍是 10Hz2MHz,輸入時(shí)變波形如正弦波、三角波、方波，隨著頻率的增加，誤差也相應(yīng)增加，總的來(lái)講，在該設(shè)計(jì)頻率的范圍內(nèi)，該設(shè)計(jì)方案可行，達(dá)到設(shè)計(jì)目的。 綜上所述， 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的可行性方面均達(dá)到理想效果 ，在因此本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 設(shè)計(jì) 是完全可行的。高穩(wěn)定度的顯示功能是頻率計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，其他的市場(chǎng)上的頻率計(jì)都沒(méi)有這個(gè)功能 。 頻率計(jì)設(shè)計(jì)意義 頻率計(jì)是現(xiàn)代電子信息化與數(shù)字化相結(jié)合的產(chǎn)物，特別是單片機(jī)為核心來(lái)控制的數(shù)字化的頻率計(jì)，是一種新型的測(cè)量?jī)x器，目前市場(chǎng)上各種品牌、型號(hào)的頻率計(jì) 數(shù)不勝數(shù) ，其中從幾塊的頻率計(jì)到上百的用于學(xué)習(xí)、演奏、航空專用、醫(yī)療專用的頻率計(jì)真是 應(yīng)接湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 不暇 。 基于當(dāng)前 電子產(chǎn)品 市場(chǎng)上的 玩具市場(chǎng)需求量比較大 ， 其中頻率計(jì)在其中就是一個(gè)很好的應(yīng)用方面。 目 錄 ................................................................. IV 第一章 緒論 ............................................................ 1 頻率計(jì)設(shè)計(jì)背景 ...................................................... 1 頻率計(jì)設(shè)計(jì)意義 ...................................................... 1 頻率計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo) ...................................................... 2 頻率計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容 ...................................................... 2 小結(jié) ................................................................ 3 第二章 總體方案 ....................................................... 4 方案設(shè)計(jì) ............................................................ 4 方案 選擇 ............................................................ 5 小結(jié) ................................................................ 5 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) .................................................. 6 頻率計(jì)工作原理 ...................................................... 6 頻率計(jì)設(shè)計(jì)思路 ...................................................... 6 單片機(jī)概述 .......................................................... 7 AT89C51 介紹 ..................................................... 7 AT89C51 分類 ..................................................... 9 AT89C51 測(cè)頻應(yīng)用中的管腳分配 ..................................... 9 AT89C51 存儲(chǔ)器 .................................................. 11 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) ................................................. 13 電源電路論證與比較 ............................................. 14 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) ............................................. 15 復(fù)位電路 ....................................................... 15 時(shí)鐘電路 ....................................................... 16 放大整形電路 ................................................... 17 分頻電路 ....................................................... 18 顯示電路 ....................................................... 21 小結(jié) ............................................................... 22 第四章 數(shù)字頻率計(jì)的軟件設(shè)計(jì) ....................................... 23 整體程序設(shè)計(jì) ....................................................... 23 定時(shí) /計(jì)數(shù)子程序 .................................................... 24 數(shù)據(jù)顯示子程序 ..................................................... 24 轉(zhuǎn)換量程子程序 ..................................................... 25 PROTUES和 KEIL的聯(lián)調(diào) ................................................. 26 小結(jié) ............................................................... 30 第五章 系統(tǒng)的仿真和調(diào)試 ............................................ 31 硬件仿真結(jié)果調(diào)試 ................................................... 31 放大整形電路調(diào)試 ............................................... 31 軟件仿真結(jié)果調(diào)試 ................................................... 32 頻率計(jì)功能調(diào)試 ................................................. 32 仿真結(jié)果分析 ....................................................... 34 小結(jié) ............................................................... 34 結(jié) 論 ................................................................. 35 致 謝 ................................................................. 36 參考資料 .............................................................. 37 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 附 錄 ..............................................