【正文】 J]. 《電子產(chǎn)品世界》出版社 . 2021. 第 224期 . 69. ［ 17］吳清平 . 單片機原理與應(yīng)用實例教程 [M]. 海軍出版社 . 2021. 26 附件：頻率計源程序 include define Segment P2 define sl P0 unsigned char t。 void Delay(unsigned int DelayTime) { while(DelayTime)。Delay(300)。Delay(300)。 d[0]=pCnt%10。Delay(300)。Delay(300)。 d[1]=0。 TMOD=0x61。 if(t==tN) { regCnt=fCnt。 //定時 1s addr2=1。 //顯示 KHz 檔 ledK=0。 //分頻 //顯示 KHz 檔 ledK=0。 } else { level=3。 TL0=0xb0。 } 30 TH0=0x3c。 //100 分頻 25610 TL1=0xf6。 tN=1。 //2565 29 pCnt=regCnt*10。 //顯示清零 } } else if(level==1) { if(regCnt1) { level=0。 28 while(1) { disp()。 //顯示 Hz 檔 ledK=1。 } else { d[3]=0。Delay(1)。Delay(1)。 d[2]=(pCnt%1000)/100。Delay(1)。Delay(1)。 //脈沖次數(shù)暫存 unsigned int pCnt。從而從各個方面得到提高與完善了自己，使自己的各個方面提高到一個新的臺階，同時為以后的工作打下基礎(chǔ)。一種成就感在心頭油然而生。實際測得頻率范圍沒有仿真結(jié)果那么高，只能稍微超過 1MHz。 22 圖 20 分頻電路實際輸出波形 當(dāng)測量頻率值小于 1KHz 以下時，數(shù)碼管顯示頻率值，并最右邊發(fā)光二極管亮，作為 Hz檔單位指示。 第五章 頻率計的系統(tǒng)調(diào)試 頻率計的系統(tǒng)調(diào)試包括系統(tǒng)軟、硬件聯(lián)合調(diào) 試。 （ 1）首先將 keil 和 Protues 兩個軟件安裝好。 需要注意，當(dāng)把匯編語言源文件加入工程但還沒有關(guān)閉加入文件對話框，這時有可能被誤認(rèn)為文件沒有成功地加入工程而再次進行加入操作，系統(tǒng)將顯示所需的文件已經(jīng)加入的提示。 接著的工作需要把匯編語言源文件加入工程之中。 18 （ 1）建立工程文件 點擊“ ProjectNew project”菜單，出現(xiàn)一個對話框，要求給將要建立的工程起一個名字，你可以在編緝框中輸入一個名字 ,點擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二 個對話框，按要求選擇目標(biāo)器件片。工作高電平是否加至定時／計數(shù)器的輸入腳；當(dāng)判定高電平加至定時／計數(shù)器的輸入腳，運行控制位 TR 置 1，啟動定時／計數(shù)器對單片機的機器周期的計數(shù)，同時檢測方波高電平是否結(jié)束；當(dāng)判定高電平結(jié)束時 TR 清 0，停止計數(shù)，然后從計數(shù)寄存器讀出測量數(shù)據(jù)。 16 位定時／計數(shù)器的最高計數(shù)值為 65535，當(dāng)待測信號的頻率較低時，定時／計數(shù)器可以對被測信號直接計數(shù)，當(dāng)被測信號的頻率較高時，先由硬件十分頻后再有定時／計數(shù)器對被測信號計數(shù)，加大測量的精度和范圍。 頻率計開始工作或者完成一次頻率測量，系統(tǒng)軟件都進行測量初始化。 A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1GND8VCC16RCO15Q311Q212Q113Q014U1674161X04X13X22X31X415X514X613X712A11B10C9E7GND8VCC16Y5Y6U1474151I111I122O13I214I225O26GND7O38I319I3210O411I4112I4213VCC14U1374005VCLEAR5VP355V5VCLEARADDR0ADDR1ADDR2F1 圖 10 分頻電路原理圖 （四）顯示模塊 頻率值顯示電路采用八位共陰極數(shù)碼管動態(tài)顯示頻率計被測數(shù)值。合理應(yīng)用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片 74LS161 可以組成 16 進制以下的 任意進制分頻器。 從 74LS161 功能表功能表中可以知 道，當(dāng)清零端 CR=“0”，計數(shù)器輸出 Q Q Q Q0立即為全 “0”，這個時候為異步復(fù)位功能。 CET)。為了測量提高精度，當(dāng)被測信號頻率值較低時，直接使用單片機計數(shù)器計數(shù)測得頻率值；當(dāng) 被測信 10 號頻率值較高時采用外部十分頻后再計數(shù)測得頻率值。具體放大整形電路如圖 7所示。而后面的閘門或計數(shù)電路要求被測信號為矩形波，所以需要設(shè)計一個整形電路則在測量的時候，首先通過整形電路將正弦波或者三角波轉(zhuǎn)化成矩形波。 6 微 控 制 器A T 8 9 S 5 2信 號 放 大整 形分 頻 電 路驅(qū) 動 電 路數(shù) 碼 管 顯 示5 V 電 源 圖 2 頻率計總體設(shè)計框圖 第三章 硬件電路具體設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求，頻率計實際需要設(shè)計的硬件系統(tǒng)主要包括以下幾個部分： AT89C52單片機開發(fā)板、放大整形模塊、分頻模塊，下面將分別給予介紹。單片機 AT89C52 內(nèi)部具有 2個 16 位定時／計數(shù)器，定時／計數(shù)器的工作可以由編程來實現(xiàn)定時、計數(shù)和產(chǎn)生計數(shù)溢出時中斷要求的功能。為了增加單位時間內(nèi)計數(shù)脈沖的個數(shù)，一方面可在輸入端將被測信號倍頻，另一方面可增加 T 來滿足，為了增加T 的穩(wěn)定度，只需提高晶體振蕩器 的穩(wěn)定度和分頻電路的可靠性就能達到。 1之間。 3．發(fā)揮部分 （ 1）擴展頻率測量范圍為 ～ 10MHz（信號幅度 ～ 5V），測量誤差降低為 %（最大閘門時間≤ 10s）。單片機作為最為典型的嵌入式系統(tǒng)，它的成功應(yīng)用推動了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展， 頻率測量成為一項越來越普遍的工作，測頻原理和測頻方法的研究正受到越來越多的關(guān)注。 AT89C52 單片機是頻率計的控制核心，來完成它待測信號的計數(shù)，譯碼，顯示以及對分頻比的控制。以 AT89C52 單片機為核心，通過單片機內(nèi)部定時 /計數(shù)器的門控時間，方便對頻率計的測量。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間內(nèi)變化的物理量。 其中以 AT89C52 為內(nèi)核的單片機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。由晶體振蕩器產(chǎn)生的基頻，按十進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) 4 生的矩形波，至十進制計數(shù)電路進行直接計數(shù)和顯示。本頻率計要求測頻誤差在 1‰以下，則 N 應(yīng)大于 1000。 本文介紹了一種基于 單片機 AT89C52 制作的頻率計的設(shè)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(shù)，不進行外部分頻。 分頻模塊：考慮單片機外部計數(shù)， 使用 12 MHz 時鐘時，最大計數(shù)速率為 500 kHz，因此需要外部分頻。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。當(dāng)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。 1. 分頻電路分析 本頻率計的設(shè)計以 AT89C51 單片機為核心，利用他內(nèi)部的定時／計 數(shù)器完成待測信號周期／頻率的測量。 74LS161 引腳如圖 8所示。計數(shù)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(shù)器清零。 74LS161還有一個進位輸出端 CO，其邏輯關(guān)系是 CO= Q0 74LS151 有互補輸出端（ Y、 W）， Y輸出原碼，W 輸出反碼 [13]。根據(jù)管腳資料，可以判斷使用的是何種接口類型 .兩種數(shù)碼管內(nèi)部原理如圖 11 所示。 14 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(shù) 器 計 數(shù)測 頻 率 值測 量 數(shù) 據(jù)顯 示NY 圖 12 系統(tǒng)軟件流程總圖 首先定時／計數(shù)器的計數(shù)寄存器清 0，運行控制位 TR 置 1，啟動對待測信號的計數(shù)。 中 斷 開 始關(guān) 外 部 計 數(shù) 器中 斷 計 數(shù) 器 裝 初 值開 外 部 計 數(shù) 器選 擇 相 應(yīng) 檔 位判 斷 計 數(shù) 是 否 為 1 s中 斷 返 回Y 圖 13 T0中斷服務(wù)子程序 定時／ 計數(shù)器 T1工作在計數(shù)方式 , 對信號進行計數(shù) ,計數(shù)器 1中斷流程圖如圖 14所示。因此介紹如何使用 Keil 和 Proteus 進行軟件的仿真。 （ 2）匯編，調(diào)試系統(tǒng)程序 Keil 單片機模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。在這個對話框的“查找范圍（ I）”下拉列表框中選擇存儲匯編語言源文件的文件夾，在“文件類型（ T）” 下拉列表框選擇“ Asm Source file（ *.a*； *.src）”，這時存儲的匯編語言源文件將顯示出來。 19 簡介 protues是 Labcenter公司出品的電路分析、實物仿真系統(tǒng)，而 KEIL是目前世界上最好的 51單 片機匯編和 C語言的集成開發(fā)環(huán)境。 （ 4）將 KEIL 生成的 HEX 文 件下載入單片機中，點擊“開始”進行仿真。 （一）硬件調(diào)試 整形電路采用與非門 74LS00 構(gòu)成施密特觸發(fā)器，它對正弦波、三角波等各種波形信號進行整形，使之成為矩形脈沖。 經(jīng)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。但是在硬件調(diào)試中，可能是由于 標(biāo)準(zhǔn)元器件本身誤差，如隨著時間的延長，其值相比出廠時產(chǎn)生誤差； 造成測量結(jié)果沒有軟件仿真精確 。 整個畢業(yè)設(shè)計過程是對自己大學(xué)四年所學(xué)知識歸納總結(jié)和應(yīng)用，也就是把理論知識用到實踐之中去。 //定時 1s 計數(shù) unsigned char d[4]。 } void disp() { if(level==0) //B 位檔 { d[3]=0。 sl=0xfd。 sl=0xf7。 sl=0xfe。 27 sl=0xfb。 } else if(level==2) { d[3]=pCnt/10