【正文】 28 TL0=0xb0。 } else { level=3。 //分頻 //顯示 KHz檔 ledK=0。 //顯示 KHz檔 ledK=0。 //定時 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：頻率計源程序 include define Segment P2 define sl P0 unsigned char t。首先，了解了單片機的基本知識和在控制領域的作用和地位。實際測得頻率范圍沒有仿真結果那么高，只能稍微超過 2MHz。 圖 32 MHZ 檔頻率仿真 經上述測試，基本功能都以實現(xiàn)，可以測出波 形頻率值，并可以自動切換量程單位，符合要求。 開 始測 量 頻 率 值 X顯 示 頻 率 值判 斷 X 值X 1 K H zX 1 M H z調 用 H z 檔調 用 M H z 檔結 束NYYN調 用 K H z 檔 圖 23 量程檔自動轉換子程序 21 軟件調試 Pouteus 軟件調試 根據系統(tǒng)設計要求，進行 Keil 和 Proteus 系統(tǒng)仿真，不斷調試程序，直到符合功能要求。測頻時 ,定時器 T0 工作在定時方式 ,每次定時 50mS ,則 T0 中斷 20 次正好為 1秒 ,即 T0用來產生標準秒信號 ,定時器 T0 用作計數器 ,對待測信號計數 ,每秒鐘的開始啟動 T0 ,每秒鐘的結束關閉 T0 ,則定時器 T0 之值乘以分頻系數就為待測信號的頻率。定時／計數器的工 作首先被設置為計數器方式，即用來測量信號頻率 [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 數碼管顯示電路 16 檔位轉換指示電路 根據設計要求，采用 紅、黃、綠三個 LED 分別指示 Hz、 KHz 及 MHz 檔，根據被測信號的頻率值大小，可以自動切換量程單位，無需手動切換，便于測量和讀數，簡單方便。 15 數碼管介紹 常見的數碼管由七個條狀和一個點狀發(fā)光二極管管芯制成，叫七段數碼管 ， 根據其結構的不同，可分為共陽極數碼管和共陰極數碼管兩種。 74LS151 有互補輸出端（ Y、 W）， Y輸出原碼，W輸出反碼 [13]。 74LS161 還有一個進位輸出端 CO，其邏輯關系是 CO= Q0計數過程中，首先加入一清零信號 RD＝ 0，使各觸發(fā)器的狀態(tài)為 0，即計數器清零。 74LS161 引腳如圖 12所示。 分頻電路分析 本頻率計的設計以 AT89S51 單片機為 核心，利用他內部的定時／計數器完成待測信號周期／頻率的測量。當輸入信號電壓幅度較大時，通過輸入衰減電路將電壓幅度降低。集成穩(wěn)壓電源事實 上是串聯(lián)穩(wěn)壓電源的集成化。再經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 默認狀態(tài)下，復位高電平有效。對 P3 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 表 1 P1 口的第二種功能說明表 引腳號 第二功能 T2(定時器 /計數器 T2 的外部計數輸入 )，時鐘輸出 T2EX(定時器 /計數器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制 ) 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 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL邏輯電平。在這種模式下， P0 具有內部上拉電阻。考慮到單片機本身用在控制，并非高速信號采樣處理，所以選取合適的頻率即可。同時，該單片機支持計算機并口下載，簡單的數字芯片就可以制成下載線，僅僅幾塊錢的價格讓該型號單片機暢銷 10 年不 衰。 微 控 制 器A T 8 9 S 5 2信 號 放 大整 形分 頻 電 路驅 動 電 路數 碼 管 顯 示5 V 電 源 圖 2 頻率計總體設計框圖 5 第三章 硬件電路具體設計 根據系統(tǒng)設計的要求 ，頻率計實際需要設計的硬件系統(tǒng)主要包括以下幾個部分： AT89S52單片機最小系統(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：為整個系統(tǒng)提供合適又穩(wěn)定的電源， 主要為單片機、信號調理電路以及分頻電路提供電源，電壓要求穩(wěn)定、噪聲小及性價高的電源。 總體思路 頻率計是我們經常會用到的實驗儀器之一 ， 頻率的測量實際上就是在 單位 時間內對信號進行計數 ,計數值就是信號頻率。顯然，減小誤差的方法，就是增大 N。 被測信號，通過輸入通道的放大器放大后，進入整形器加以整形變?yōu)榫匦尾ǎ⑺腿胫鏖T的輸入端 [3]。本次采用單片機技術設計一種數字顯示的頻率計，測量準確度高，響應速度快，體積小等優(yōu)點 [1]。 1 第一章 前言 頻率測量是電子學測量中最為基本的測量之一。 第五章 頻率計的系統(tǒng)調試 ...................................................錯誤 !未定義書簽。利用它內部的定時 /計數器完成待測信號頻率的測量。 在整個設計過程中，所制作的頻率計采用外部分頻，實現(xiàn) 10Hz~2MHz 的頻率測量，而且可以實現(xiàn)量程自動切換流程。 硬件調試 ............................................................錯誤 !未定義書簽。由于頻率信號抗干擾性強，易于傳輸，因此可以獲得較高的測量精度。 頻率計發(fā)展與應用 在我國，單片機已不是一個陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計算機技術的里程碑事件。由晶體振蕩器產生的基頻，按十進制分頻得出的分頻脈沖，經過基選通門去觸發(fā)主控電路，再通過主控電路以適當的編碼邏輯便得到相應的控制指令，用以控制主門電路選通被測信號所產生的矩形波，至十進制計數電路進行直接計數和顯示。本頻率計要求測頻誤差在 1‰以下，則 N應大于 1000。 本文介紹了一種基于 單片機 AT89S52 制作的頻率計的設計方法 ,所制作的頻率計 測量比較高的頻率采用外部十分頻，測量較低頻率值時采用單片機直接計數，不進行外部分頻 。 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。 AT89S52 主控制器模塊 AT89S52 的介紹 8位單片機是 MSC51 系列產品升級版 [5]，有世界著名半導體公司 ATMEL 在購買 MSC51設計結構后，利用自身優(yōu)勢技術 —— （掉電不丟數據）閃存生產技術對舊技術進行改進和擴展，同時使用新的 半導體生產工藝，最終得到成型產品。根據不同場合的要求，這款單片機提供了多種封裝，本次設計根據最小系統(tǒng)有時需要更換單片機的具體情況，使用雙列直插 DIP40 的封裝。合適頻率的晶振對于選頻信號強度準確度都有好處，本次設計選取 無源晶振接入 XTAL1 和 XTAL2 引腳。在 flash 編程時，P0 口用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。對 P2 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內部時鐘發(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 電源電路設計 根據上述介紹設計，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 進行電源工作狀態(tài)指示。當輸入信號電壓幅度較小時，前級輸入衰減為零時若不能驅動后面的整形電路，則調節(jié)輸入放大的增益，時被測信號得以放大 [10]。單片機 AT89S51 內部具有 2 個 16 位定時／計數器，定時／計數器的工作可以由編程來實現(xiàn)定時、計數和產生計數溢出時中斷要求的功能。 圖 12 74LS161 引腳圖 時鐘 CP 和四個數據輸入端 P0~P3， 清零 /MR， 使能 CEP， CET， 置數 PE， 數據輸出端 Q0~Q3，以及進位輸出 TC (TC=Q0 RD 變?yōu)?1 后，加入一置數信號 LD＝ 0，即信號需要維持到下一個時鐘脈沖的正跳變到 來后。Q1 74LS151 引腳如圖 13所示。根據管腳資料，可以判斷使用的是何 種接口類型 [14].兩種數碼管內部原理如圖 16 所示。具體設計的檔位轉換 LED 指示電路如圖 18 所示。 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 數 器 計 數測 頻 率 值測 量 數 據顯 示NY 圖 19 系統(tǒng)軟件流程總圖 首先定時／計數器的計數寄存器清 0，運行控制位 TR 置 1，啟動對待測信號的計數。 中 斷 開 始關 外 部 計 數 器中 斷 計 數 器 裝 初 值開 外 部 計 數 器選 擇 相 應 檔 位判 斷 計 數 是 否 為 1 s中 斷 返 回Y 圖 20 T0中斷服務子程序 定時／ 計數器 T1工作在計數方式 , 對信號進行計數 ,計數器 1中斷流程圖如圖 21所示。Proteus 總體仿真圖 29 所示。 系統(tǒng)調試 系統(tǒng)軟件調試 經軟件的調試 — 修改 — 再調試，如此反復，排除各種故障最終基本完成了設計所要求的任務。實際 記錄數據如下表911 所示。其次 掌握了 C語言的編寫程序，學會了使用 PROTUTES 和 KEIL 的仿真來實現(xiàn) ，同時掌握了如何收集、查閱、應用文獻資料，如何根據實際 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。 //定時 1s 計數 unsigned char d[4]。 } void disp() { if(level==0) //B 位檔