【正文】 ... 18 第 5章 頻率計(jì)的系統(tǒng)調(diào)試與仿真 ...................................... 21 KEIL 中對程序的調(diào)試 ........................................ 21 Protues 中對系統(tǒng)的仿真 ..................................... 21 總結(jié) ................................................................ 25 參考文獻(xiàn) ............................................................ 26 附錄 1 硬件電路 ..................................................... 27 附錄 2 系統(tǒng)程序 ..................................................... 28 1 第 1 章 引言 頻率測量是電子學(xué)測量中最為基本的測量之一。在進(jìn)行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試過程中，由于其使用十進(jìn)制數(shù)顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，經(jīng)常要用到頻率計(jì)。 圖 12 頻率測量基本原理 在傳統(tǒng)的電子測量儀器中，示波器在進(jìn)行頻率測量時測量精度較低，誤差較大。 參數(shù)要求如下： 1Hz~65534Hz； LCD 液晶顯示模塊實(shí)時顯示測量值 4 第 2 章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 所謂“頻率”就是周期性信號在單位時間（ 1s）內(nèi)變化的次數(shù)，測頻的原理歸結(jié)成一句話，就是“在單位時間內(nèi)對被測信號進(jìn)行計(jì)數(shù)”。顯然對于較低頻率的脈沖測量不適合采用測量頻率法。 頻率測量模塊：主要負(fù)責(zé)對脈沖信號的計(jì)數(shù)，并且驅(qū)動 LCD 顯示 模塊實(shí)時顯示測量值。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 GND： 接地。 P2口 ： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。注意加密方式 1 時， EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保 持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。有余輸入至內(nèi)部 時鐘信號 要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電 平要求的寬度。 LM016L模塊簡介 圖 37 液晶顯示模塊 LM016L VSS（ 1）：電源地。 字符型 LCD 顯示板控制器有 11 條指令。 I/D：表示地址計(jì)數(shù)器的變化方向，即光標(biāo)移動的方向。 C：當(dāng) C=1 時顯示光標(biāo)。 N=0 時，單行顯示； N=1 時，雙行顯示。 頻率測量模塊 將定時器 T0 設(shè)置在定時方式 2，定時時間為 250us，滿 4000 次中斷正好是1s，定時器 T1 工作于計(jì)數(shù)方式 1，計(jì)數(shù)初值為 0。 TMOD=0x52。 //等待被測信號變高 TR0=1。 //設(shè)置測 量完成標(biāo)志位 } void main() {uint f。i) //測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為 5 位 ASCII 碼 {str[i]=f%10+0x30。 //P1 口作為總線端口 sbit BF=LCD^7。//總線變高 RS=0。//選擇數(shù)據(jù)寄存器 RW=0。 //使能信號有效 _nop_()。 //設(shè)置寫入地址 else //如果在第二行顯示 lcd_cmd(0xc0+y)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合 22 一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 20xx 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他 系列處理器模型。由于本次設(shè)計(jì)涉及的知識面較廣，需要經(jīng)常通過網(wǎng)上查詢資料，隨時和老師、同學(xué)進(jìn)行交流，受益菲淺，并在老師的指導(dǎo)下，彌補(bǔ) 了自己在許多知識面上的不足。 //定時中斷計(jì)數(shù) uint count(void) //測量 FS 的頻率 {RDY=0。 //等待被測信號變低 while(FS==0)。 if(msn==0) //如果 1s 已到 RDY=1。i=2。 //P1 口作為總線端口 sbit BF=LCD^7。//總線變高 RS=0。//選擇數(shù)據(jù)寄存器 RW=0。 //使能信號有效 _nop_()。 //設(shè)置寫入地址 else //如果在第二行顯示 lcd_cmd(0xc0+y)。 //設(shè)置雙行顯示， 5*10 點(diǎn)陣 lcd_cmd(0x0c)。 //選擇命令寄存器 RW=1。 //如果就緒，返回 } } void lcd_dat(uchar dat) { 30 LCD=dat。//延時 E=0。 //讀寫控制端 sbit E=P2^2。 //測量頻率 _nop_()。 return(TH1*256+TL1)。 //允許 T0 中斷 EA=1。 //被測信號 FS 輸入端 bit RDY=0。隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，頻率測量成為一項(xiàng)越來越普遍的工作，測頻原理和測量 方法的研究正受到越來越多的關(guān)注 ，本次設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心， 測量迅速，精確度高，顯示直觀。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片 機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 //設(shè)置雙行顯示， 5*10 點(diǎn)陣 lcd_cmd(0x0c)。 //選擇命令寄存器 RW=1。 //如果就緒 ，返回 } } void lcd_dat(uchar dat) { LCD=dat。//延時 E=0。 //讀寫控制端 sbit E=P2^2。 for(i=6。 //返回計(jì)數(shù)值 } void timer0(void) interrupt 1 using 1 {msn。 //開中斷 while(FS==1)。 //測量完成標(biāo)志 uint msn。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 指令 6：功能設(shè)置命令。 指令 4：顯示開關(guān)控制，控制顯示、光標(biāo)和光標(biāo)閃爍的開關(guān)。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。 E（ 6）：顯示板控制使能端，當(dāng) E 斷由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 字符型液晶顯示模塊組件內(nèi)部主要由 LCD 顯示屏（ LCD Panel）、控制器（ Controller）、驅(qū)動器（ Driver）、少量阻容原件、結(jié)構(gòu)件等裝配在 PCB 上構(gòu)成，如圖 36所示 12 DB7 COM16 DB0 E SEG40 R/W SEG40 RS VEE VCC VSS 圖 36 字符型液晶顯示模塊 字符型液晶顯示模塊目前在國際上已經(jīng)規(guī)范化，無論顯示屏規(guī)格如何變化，電特性和接口形式都是統(tǒng)一的，因此只要設(shè)計(jì)出一種型號的接口電路，在指令設(shè)置上稍加改動即可使用各種規(guī)格的字符型液晶顯示模塊。 石晶 振蕩和陶瓷振蕩均可采用。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲 器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不 出現(xiàn)。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 P3 口 ： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。單片機(jī) 的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。各模塊作用如下： ：就是被測信號，可以隨時調(diào)整其頻率，以便于單片機(jī)測量。定時時間內(nèi)出現(xiàn)脈沖丟失，將引起測量精度降低。 在無線通訊測試中，頻率計(jì)既可以被用來對無線通訊基站的主時鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，還可以被用來對無線電臺的跳頻信號和頻率調(diào)制信號進(jìn)行分析。主門的另 外一個輸入端為時基電路產(chǎn)生電路產(chǎn)生的閘門脈沖。它是一種用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。該頻率計(jì)的測量范圍為 1Hz~65534Hz，被測脈沖信號的頻率可以隨時進(jìn)行調(diào)整，通過 LCD 液晶顯示模塊對被測信號的頻率進(jìn)行實(shí)時顯示。由于頻率信號抗干擾性強(qiáng)，易于傳輸，因此可以獲得較高的測量精度。 單片機(jī)對頻率量有兩種測 量方法：測量頻率法和測量周期法