【正文】 測(cè)量值（ Hz） 10 29 269 325 491 678 979 表 10： KHZ檔的數(shù)據(jù)記錄表 待測(cè)值（ KHz） 測(cè)量值（ KHz） 表 11： MHZ檔的數(shù)據(jù)記錄表 待測(cè)信（ MHz） 測(cè)量值（ MHz） 測(cè)不出 誤差分析 從記錄的數(shù)據(jù)可以看出，系統(tǒng)軟件仿真誤差很小，在 10Hz2MHz 范圍內(nèi)測(cè)量出來(lái)的頻率基本上就是輸入信號(hào)的頻率，在超出這個(gè)范圍后，才出現(xiàn)很小的誤差。再次，在精神方面鍛煉了思想、磨練了意志。 //對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的各位 unsigned char level。 d[2]=pCnt/100。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。 d[2]=(pCnt%1000)/100。 } } void intial() { clear=1。 //定時(shí)器 0 允許 TR1=1。 //頻率計(jì)數(shù)清零 clear=0。 tN=1。 } else { level=2。 } else if(regCnt5000) { level=2。 //全滅 ledK=1。 } void enterFre() interrupt 3 //外部頻率輸入 { fCnt++。 } TH0=0x3c。 //100 分頻 25610 TL1=0xf6。 tN=1。 //2565 pCnt=regCnt*10。 //顯示清零 } } else if(level==1) { if(regCnt1) { level=0。 while(1) 26 { 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。我個(gè)人認(rèn)為軟件設(shè)計(jì)是個(gè)即靈活又細(xì)膩的工作，它要求耐心和細(xì)心去不斷 完善，同時(shí)還需要有良好的邏輯思維能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次綜合性的實(shí)踐，它將各種知識(shí)結(jié)合到一起綜合運(yùn)用到實(shí)踐上來(lái)擴(kuò)展、彌補(bǔ)、串聯(lián)所學(xué)的知識(shí)。 圖 33 頻率計(jì)實(shí)物圖 為了衡量這次設(shè)計(jì)的頻率計(jì)的工作情況和測(cè)量精度，我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。 22 圖 31 KHZ檔頻率仿真 當(dāng)測(cè)量頻率值大于 1MHz 時(shí)，數(shù)碼管顯示頻率值，并綠色 LED 燈亮，作為 MHz 檔單位指示。工作高電平是否加至定時(shí)／計(jì)數(shù)器的輸入腳；當(dāng)判定高電平加至定時(shí)／計(jì)數(shù)器的輸入腳，運(yùn)行控制位 TR 置 1，啟動(dòng)定時(shí)／計(jì)數(shù)器對(duì)單片機(jī)的機(jī)器周期的計(jì)數(shù)，同時(shí)檢測(cè)方波高電平是否結(jié)束；當(dāng)判定高電平結(jié)束時(shí) TR 清 0，停止計(jì)數(shù)，然后從計(jì)數(shù)寄 存器讀出測(cè)量數(shù)據(jù)。 16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)值為 65535，當(dāng)待測(cè)信號(hào)的頻率較低時(shí)，定時(shí)／計(jì)數(shù)器可以對(duì)被測(cè)信號(hào)直接計(jì)數(shù)，當(dāng)被測(cè)信號(hào)的頻率較高時(shí)，先由硬件十分頻后再有定時(shí)／計(jì)數(shù)器對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)，加大測(cè)量的精度和范圍。 頻率計(jì)開(kāi)始工作或者完成一次頻率測(cè)量，系統(tǒng)軟件都進(jìn)行測(cè)量初始化。因此加入三極管 8550 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。頻率值顯示電路采用四位共陽(yáng)極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示頻率計(jì)被測(cè)數(shù)值，使用三極管 8550進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使數(shù)碼管亮度變亮，便于觀察測(cè)量。 74LS151 芯片介紹 數(shù)據(jù)選擇端（ ABC）按二進(jìn)制譯碼，以從 8 個(gè)數(shù)據(jù)（ D0D7）中選取 1 個(gè)所需的數(shù)據(jù)。當(dāng) CR=“1” 且 LD=“0” 時(shí)，在 CP 信號(hào)上升沿作 13 用后， 74LS161 輸出端 Q Q Q Q0 的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端 D3， D2， D1， D0 的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功 能。表 4為 74161 的功能表。這兩種情況使用 74LS151 進(jìn)行通道選擇，由單片機(jī)先簡(jiǎn)單測(cè)得被測(cè)信號(hào)是高頻信號(hào)還是低頻信號(hào)，然后根據(jù)信號(hào)頻率值的高低進(jìn)行通道的相應(yīng)導(dǎo)通，繼而測(cè)得相應(yīng)頻率值。 11 5VQ103DG1001KR2410R2247KR2010KR1939KR23111213U7D74LS00123U15A74LS00564U15B74LS0047uFC17100uFC1847KR21D6F1Vx 圖 11 放大整形電路 分頻設(shè)計(jì)模塊 分頻電路用于擴(kuò)展單片機(jī)頻率測(cè)量范圍，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)頻率和周期測(cè)量使用統(tǒng)一信號(hào)，可使單片機(jī)測(cè)頻更易于實(shí)現(xiàn)，而且也降低了系統(tǒng)的測(cè)頻誤差 。在整形之前由于不清楚被測(cè)信號(hào)的強(qiáng)弱的情況。它一般適用于負(fù)載電流變化較小的場(chǎng)合。變壓器副邊與原邊的功率比為 P2/P1=n，式中 n是變壓器的效率。看門(mén)狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。此外， 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入， P1口功能具體如表1 所示。對(duì) P0 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 高頻率的時(shí)鐘有利于程序更快的運(yùn)行，也有可以實(shí)現(xiàn)更高的信號(hào)采樣率，從而實(shí)現(xiàn)更多的功能 [6]。可以在 4V到 寬電壓范圍內(nèi)正常工作。 顯示模塊： 顯示電路采用四位共陽(yáng)極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，為了加大數(shù)碼管的亮度，使用4 個(gè) PNP 三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，便于觀測(cè)。單片機(jī) AT89S52 內(nèi)部具有 2個(gè) 16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，定時(shí)／計(jì)數(shù)器的工作可以由編程來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù) 和產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)中斷要求的功能。為了增加單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，一 方面可在輸入端將被測(cè)信號(hào)倍頻，另一方面可增加 T 來(lái)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(dá)到。 1之間。 利用電源、單片機(jī)、分頻電路及數(shù)碼管顯示等模塊，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的頻率計(jì)能夠粗略的測(cè)量出被測(cè)信號(hào)的頻率。 在進(jìn)行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試過(guò)程中， 由于其使用十進(jìn)制數(shù)顯示，測(cè)量迅 速，精確度高，顯示直觀， 經(jīng)常要用到頻率計(jì)。 致 謝 .................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 Keil簡(jiǎn)介 ..................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 頻率計(jì)主要是由信號(hào)輸入和放大電路、單片機(jī)模塊、分頻模塊及顯示電路模塊組成。其待測(cè)頻率值使用四位共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示，并可以自動(dòng)切換量程，單位分別由紅、黃、綠 3個(gè) LED 指示。 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 數(shù)字頻率計(jì)是計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測(cè)量?jī)x器。單片機(jī)已成為電子系統(tǒng)的中最普遍的應(yīng)用。 時(shí)基信號(hào) 待測(cè)信號(hào) 丟失（少計(jì)一個(gè)脈沖） 計(jì)到 N 個(gè)脈沖 多余（比實(shí)際多出了 個(gè)脈沖） 圖 1 測(cè)頻原理 在圖 1 中，假設(shè)時(shí)基信號(hào)為 1KHZ，則用此法測(cè)得的待測(cè)信號(hào) 為 1KHZ 5=5KHZ。由此可以得出一個(gè)初步結(jié)論：測(cè)頻法適合于測(cè)高頻信號(hào)。 根據(jù)上述系統(tǒng)分析，頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)共包括五大模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊、電源模塊、放大整形模塊、分頻模塊及顯示模塊。 分頻模塊：考慮單片機(jī)外部計(jì)數(shù)， 使用 12 MHz 時(shí)鐘時(shí)，最大計(jì)數(shù)速率為 500 kHz，因此需要外部分頻。 AT89S52 片內(nèi)集成 256 字節(jié)程序運(yùn)行空間、 8K 字節(jié) Flash 存儲(chǔ)空間，支持最大 64K 外部存儲(chǔ)擴(kuò)展。復(fù)位電路通常分為兩種：上電復(fù)位（圖 4）和手動(dòng)復(fù)位（圖 5）。 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 6所示。 P1 口： P1口是一個(gè)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(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高八位地址。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些控制信號(hào)。 單片機(jī)引腳分配 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及各模塊的分析得出，單片機(jī)的引腳分配如表 3所示。 圖 9 濾波電路 (4)穩(wěn)壓電路 :常用的穩(wěn)壓電路有兩種形式：一是穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，二是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。 具體的 5V電源電路如下圖10 所示。其中3DG100 為 NPN 型高頻小功率三極管，組成放大器將輸入頻率為 fx 的周期信號(hào)如正弦波、三角波及方波等波形進(jìn)行放大。在計(jì)數(shù)器工作方式下，加至外部引腳的待測(cè)信號(hào)發(fā)生從 1 到 0 的跳變時(shí)計(jì)數(shù)器加 1，這樣在計(jì)數(shù)閘門(mén)的控制下可以用來(lái)測(cè)量待測(cè)信號(hào)的頻率。Q2接著 EP=ET=1,在此期間 74161一直處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。Q3其中 A、 B、 C 為 選擇輸入端 ， D0D7 為 數(shù)據(jù)輸入端 ，STROBE 為 選通輸 入 端（低電平有效 ）， W為 反碼數(shù)據(jù)輸出端 ， Y為 數(shù)據(jù)輸出端 。在一定范圍內(nèi)，其正向電流與發(fā)光亮度成正比。 軟件模塊設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法。計(jì)數(shù)寄存器中的數(shù)值經(jīng)過(guò)數(shù)制轉(zhuǎn)換程序從十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。由 逐位輪流點(diǎn)亮各個(gè)數(shù)碼管 , 每位保持 1mS ,在 10mS～ 20mS 之內(nèi)再點(diǎn)亮一次 ,重復(fù)不止 ,利用人的視角暫留 ,好像 4 位數(shù)碼管同時(shí)點(diǎn)亮。例如輸入信號(hào) 123Hz，仿真顯示如圖 30所示。 軟件仿真測(cè)量數(shù)據(jù)如下表 68 所示。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(shí)間的延長(zhǎng)，其值相比出廠時(shí)產(chǎn)生誤差； 造成測(cè)量結(jié)果沒(méi)有軟件仿真精確 。面對(duì)存在的困難首先分析問(wèn)題根據(jù)目的要求確定可實(shí)現(xiàn)的部分，定出那不準(zhǔn)的方面找同學(xué)和老師討論研究，再完善、再修改、再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、再解決培養(yǎng)了自己的耐心、恒心及遇事不亂的精神。 //檔位 unsigned int tN。 d[1]=(pCnt%100)/10。Segment=Num[d[2]]。Segment=Num[d[0]]。Segment=Num[d[3]]。Segment=Num[d[1]]+0x80。 d[1]=(pCnt%100)/10。 //分頻器初始化 a tN=20。 //開(kāi)計(jì)數(shù)器 1 中斷 ET1=1。 //硬件分頻器清零 clear=1。