【正文】 設(shè)置堆棧指針（ SP） 、工作寄存器、中斷控制和定 時 /計數(shù)器的工作方式。 第 四 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 第 4 頁 第 四 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計主要采用模塊化設(shè)計，敘述了各個模塊的程序流程圖，并介紹了軟件 Keil 和 Proteus 的使用方法和調(diào)試仿真。 圖 37 1602 的引 腳 第 三 章 系統(tǒng) 硬件電路的設(shè)計 第 12 頁 1602 模塊的引腳功能如表 34所示。 復(fù)位電路 單片機的復(fù)位電路可采用上電復(fù)位或按扭復(fù)位，實際中常應(yīng)用上電復(fù)位的方式，設(shè)計的上電復(fù)位方式圖如圖 36 所示。在復(fù)位有效期間， ALE、 引腳輸出高電平。 PSEN （ 29 腳）：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效。 表 32 P3 口的第二種功能說明表 引腳號 第二功能 RXD（串行輸入） TXD (串行輸出 ) INT0 （外部中斷 0） （外部中斷 1） T0(定時器 0 外部輸入 ) T1(定時器 1 外部輸入 ) WR (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) RD (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) RST:復(fù)位輸入。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作 為輸入口使用。 P0 口： P0 口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O口。 數(shù)字頻率計的主 電路設(shè)計 ATC89C51 可以完成 ISP 在線編程功能， ATC89C51 內(nèi)部有 EEPROM，可以在程序中修改，斷電不丟失?；谏鲜霰容^，所以選擇了方案一。 根據(jù)方案二實驗原理：該方法只適用于 1： 1占空比的方波信號，要測非 1：1占空比的方波信號。用相關(guān)函數(shù)顯示完畢后再開啟 T0 和 T1 這樣即可進(jìn)入下一輪測量。 MSC51 單片機 簡介 MCS51 是指由美國 INTEL 公司（對了，就是大名鼎鼎的 INTEL）生產(chǎn)的一系列單片機的總稱，這一系列單片機包括了好些品種，如 8031， 8051， 8751，8032， 8052， 8752 等，其中 8051 是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機都是在 8051 的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來的，所以人們習(xí)慣于用 8051 來稱呼 MCS51 系列單片機，而 8031 是前些年在我國最流行的單片機，所以很多場合會看到 8031 的名稱。秒信號結(jié)束時閘門關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)。） 由于單片機系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率比較穩(wěn)定，而是系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)信號頻率的誤 差，通常情況下很??；而系統(tǒng)的量化誤差小于 1，所以由式 T=NTo可知，頻率測量的誤差主要取決于 N 值的大小， N 值越大，誤差越小，測量的精度越高。 其中以 AT89S52 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。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。 關(guān)鍵詞 ： 頻率計；單片機；計數(shù)器；量程自動切換 ABSTRACT In electronic technology, the frequency is one of the most basic parameters, but also with a number of electrical parameters of the measurement program, the measurement results have a very close relationship between the frequency of measurement, therefore it is even more frequency of means, including electronic counter measure frequency with high precision, easy to use, rapid measurement, and measurement is easy to realize the advantages of process automation, is an important means of frequency measurement. A simple frequency meter mainly by the signal input and amplifying circuit, microcontroller module, subfrequency circuit module and display module. AT89S52 MCU is the control core frequency of dollars to plete its count of the signal under test, decoding, display and control of the frequency division ratio. Using its internal timer or counter to plete the signal of the under test cycle / frequency of measurement. Throughout the design process, periodic measurement of the frequency meter application and the corresponding mathematical treatment to achieve 10Hz ~ 2MHz frequency measurements, and can automatically switch the flow to achieve scale. To the core of AT89C51 microcontroller, with the MCU internal timer / counter gate time, it can be easier for frequency measurement. The use of microputer technology to design a digital display of frequency meter, have a measurement of high accuracy, fast response, small size and so on. Keywords: Frequency meter。測量頻率的方法有多種 ,其中電子計數(shù)器測量頻率具有精度高、使用方便、測量迅速，以及便于實現(xiàn)測量過程自動化等優(yōu)點，是頻率測量的重要手段之一。 時間安排 34 月收集整理資料 5 月 15 日前進(jìn)行方案論證及原理設(shè)計 5 月 15 日 6 月 1 日進(jìn)行實物制作與調(diào)試 6 月 1 日提交設(shè)計論文和實物 指導(dǎo)教師 意見 簽字： 年 月 日 審核小組意見 組長簽字： 年 月 日 摘要 第 I 頁 摘要 在電子技術(shù)中，頻率是最基本的參數(shù)之一，又與許多電參量的測量方案、測量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此頻率的測量就顯得更為重要。本次采用單片機技術(shù)設(shè)計一種數(shù)字顯示的頻率計，具有測量準(zhǔn)確 度高，響應(yīng)速度快，體積小等優(yōu)點。 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。 單片機作為微型計算機的一個重要分支，其應(yīng)用范圍很廣，發(fā)展也很快，它已成為在現(xiàn)代電 子技術(shù)、計算機應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、通信、自動控制與計量測試、數(shù)據(jù)采集與信號處理等技術(shù)中日益普及的一項新興技術(shù)，應(yīng)用范圍十分廣泛。由圖可知： T=NTo （注： To為標(biāo)準(zhǔn)信號的周期，所以 T為分頻后信號的周期，則可以算出被測量信號的頻率 f。閘門電路由標(biāo)準(zhǔn)秒信號進(jìn)行控制，當(dāng)秒信號來到時，閘門開通，被測脈沖信號通過閘門送到計數(shù)譯碼顯示電路。 1HZ。具體是 用一個定時計數(shù)器做定時中斷，定時 1s，另一定時計數(shù)器僅做計數(shù)器使用，初始化完 畢后同時開啟兩個定時計數(shù)器，直到產(chǎn)生 1s 中斷，產(chǎn)生 1s 中斷后立即關(guān)閉T0和 T1（起保護程序和數(shù)據(jù)的作用）取出計數(shù)器寄存器內(nèi)的值就是 1s 內(nèi)待測信號的下跳沿次數(shù)即待測信號的頻率。編寫相應(yīng)的程序可以使單片機自動調(diào)節(jié)測量的量程，并把測出的頻率數(shù)據(jù)送到顯示電路顯示。與方案一相比較方案二在量程內(nèi)誤差比方法一稍小，占用 CPU 資源較小，但量程比方案一小， 且 不能測量非均衡占空比的頻率信號，超過量程測量結(jié)果完全錯誤。液晶顯示器 1602 的 VL管腳必須接一個電位器來調(diào)節(jié)，因為 VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ， 對比度過弱時，看不到屏幕上顯示的數(shù)據(jù)。電容的大小范圍為20pF～ 40pF，本設(shè)計選用 30pF 電 容。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4個 TTL 邏輯電平。在訪問外部程序存儲器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高八位地址。在 flash 編程和校驗時， P3口也接收一些控制信號。 （ 3） 控制線 ： ALE/ PROG (30腳）：地址鎖存有效信號輸出端。只要保持高電平，則 MCS51單片機就循環(huán)復(fù)位；當(dāng) RST 從高電平變?yōu)榈碗娖揭院螅?MCS51 單片機從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。晶振可采用 6MHz或 12MHz，但是若用 6MHz 的晶振，所測頻率范圍太窄，最高只能測到 250KHz，用 12MHz 的晶振，最高頻率可測到 500KHz，故在此選用 12MHz 的晶振。 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口 ， 從該模塊的正面看，引腳排列從 左 向 右 為： 1－ 16 腳 ， 1602 的 引 腳如圖 37所示。 VDD（第 16腳） 接 地電源 硬件電路中所選用的元器件的規(guī)格 /型號見附錄 B。 圖 41 系統(tǒng)軟件流程圖 第 四 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 第 5 頁 輸入信號處理 在頻率計開始工作，或者完成一次頻率測量，系統(tǒng)軟件都進(jìn)行測量初始化。單片機通過檢測 引腳來判斷是否啟動測周期程序。 中斷 的設(shè)置 所謂中斷是指 CPU 對系統(tǒng)中或系統(tǒng)外發(fā)生的某個事件的一種響應(yīng)過程，即CPU 暫時停止現(xiàn)行程序的執(zhí)行，而自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行預(yù)先安排好的處理該事件的服務(wù)子程序。 表 41 IE 的位定義 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 EA — ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA：中斷允許總控位。 ET1＝ 0，禁止 T1 中斷； ET1＝ 1，允許 T1 中斷。 中斷源有多種 , 每個中斷源的優(yōu)先級可通過中斷優(yōu)先級寄存器 IP 進(jìn)行設(shè)置并管理。 第 四 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 第 7 頁 定時器 /計數(shù)器 及 工作方式的設(shè)置 定時器 /計數(shù)器 （ 1）定時器控制寄存器（ TCON） [10] TCON 寄存器既參與中斷控制又參與定時控制。 8051 型單片機提供了五個中斷源：兩個外部中斷源和三個 內(nèi)部中斷源。由于定時的精第 四 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 第 8 頁 度決定于脈沖的周期，因此，當(dāng)需要高精度的定時器時，應(yīng)盡量選擇頻率較高的晶體。 當(dāng) M1M0=00 時，定時器 /計數(shù)器設(shè)定為工作方式 0，構(gòu)成 13 位定時器 /計數(shù)器。 當(dāng) M1M0=10 時，定時器 /計數(shù)器設(shè)定為工作方式 2。定時器 T0 定時第 四 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 第 9 頁 50ms,即 50000us,需選用工作方式 1,即 M1M0=01,因此 ,在編制程序時 ,將 TMOD 的高四位設(shè)為 0101,低四位設(shè)為 0001。 編寫程序時 ,若需啟動 T0（ T1） ,通過指令 SETB TR0 或 SETB TR1 將 TR0（ TR1）設(shè)為 1,需關(guān)閉 T0（ T1） ,通過指令 CLR TR0 或 CLR TR1 將 TR0（ TR1）設(shè)為 0。建立新文件并增加到組。選擇工程管理器窗口的子目“ Source Group 1”，再單擊鼠標(biāo)右鍵打開快捷菜單。在這種情況下，單擊提示框中的“確定”按鈕，再單擊“ Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對話框。 （ 2 ） 然后在 C ： \Program Files\Labcenter Eletronics\Protues 6 Professional\MODELS(我的 Protues 是安裝 C 盤里面的 )目錄下的 動態(tài)連接庫文件復(fù)制到 C:KEIL\C51\BIN 目錄下面（我的 keil 也安裝在 C 盤）這個文件將在 keil 的 debug 設(shè)置時用到。使用軟件仿真，調(diào)試仿真結(jié)果，同時使用數(shù)字萬用表和示波器測試輸出電壓值和輸出波形，調(diào)試出正確的軟硬件電路。 程序編譯 輸入源程序，進(jìn)行編譯、仿真 。 圖 511 KHZ 檔頻率仿真 當(dāng)測量頻率值大于 1MHz