【正文】 ED 亮則完好，否則電源電路可能未上電或出現(xiàn)錯誤，起到一個很好的自動電源檢測功能。放大整形電路由 9018 和 74F14 等組成，其中 9018 組成放大電路將輸入為 FX 得周期信號如正弦波、三角波等進行放大。施密特觸發(fā)器的應用施密特觸發(fā)器得用途很廣，其典型應用舉例如下：（1）波形得整形和變換 利用施密特觸發(fā)器得正弦波、三角波變換成方波，通常由測量裝置來的信號，經(jīng)放大后可能是不規(guī)則的波形，必須經(jīng)施密特觸發(fā)器整形。AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。三級程序存儲器鎖定 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 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。常用的復位電路如圖 312 所示。另外，該引腳被略微拉高。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲基于 CPLD 和單片機的頻率測量計的設(shè)計28字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行?！睂嶋H上 SBUF 包含了兩個獨立的寄存器，一個是發(fā)送寄存，另一個是接收寄存器，但它們都共同使用同一個尋址地址：99H。它的尋址地址是98H，是一個可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制 51 芯片串行口的工作狀態(tài)。在模式 0 中要求該位為 0。該位可能是奇偶位，地址/ 數(shù)據(jù)標識位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。UART 為(Universal Asynchronous Receiver）的英文縮寫。 SCON：串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會引用到接口控制寄存器。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是 SCON，TCON，TMOD，SCON 等，各代表什么含義呢？SBUF：數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個可以直接尋址的串行口專用寄存器。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。注意加密方式 1 時， /VPP 將內(nèi)部鎖定為ARESET；當/EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。當復位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為 ROM 的 00H 處開始運行程序。 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。低功耗的閑置和掉電模式數(shù)據(jù)保留時間：10 年畢業(yè)設(shè)計（論文）25該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 F127 4 F 1 4T 1N P NV c cR 7R 8R 9R 1 4R 1 1R 1 2R 1 3C 4U 4U o圖 39 被測信號整形電路 Shaping circuit of the measured signal 施密特觸發(fā)器畢業(yè)設(shè)計（論文）23施密特觸發(fā)器具有以下特點：圖 310 施密特電路的傳輸特性 Transmission characteristic of the Schmidt circuit（1）施密特觸發(fā)屬于電平觸發(fā)，對于緩慢變化得信號仍然適用，當輸入信號達到某一定電壓值時，輸出電壓會發(fā)生突變。 FC 72 2 0 0 181。變壓器將電網(wǎng) 220V 電壓變?yōu)?9V電壓，經(jīng)二極管橋式整流后，為 7~8V 的電壓送入 7805 的輸入端，電容 C5 和 C6 用來實現(xiàn)頻率補償，防止穩(wěn)壓器 7805 產(chǎn)生高頻自激和抑制電路引入的高頻干擾，C4 和 C7 是電解電容，以減少穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入得低頻干擾。C ? Vcc 最高電壓：7V ? 輸入最高電壓：7V ? 最大輸出驅(qū)動能力： ? 高電平：－ ? 低電平：8mA 電源模塊 整個電路的供電電源如圖 38 所示，220V 交流電經(jīng)變壓、整流、濾波后，由一片7805 三端穩(wěn)壓器向系統(tǒng)提供+5V 電壓信號。（第 9 腳）為復位端，當 =0 時，移位寄存器各位復 0，只有當 =1 時，時鐘CLRCLRCLR脈沖才起作用。這樣單片機只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機中 CPU 的開銷小。畢業(yè)設(shè)計（論文）19 顯示模塊 顯示電路設(shè)計測試結(jié)果輸出顯示模塊如圖 36 所示。HGFEABCD74LS165Q HC L KS / Lamp。 　　其引腳如圖所示：A,B,C,D,E,F,G,H 并行輸入端。用40MHZ的有源晶振作為CPLD的測試標準頻率。單片機由外接12MHZ標準晶振提供時鐘電路?；?CPLD 和單片機的頻率測量計的設(shè)計14圖25 基于CPLD和單片機的頻率測量計的組成框圖 The block diagram of frequency measurement based on CPLD and SCMCPLD是在PAL、GAL等邏輯器件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?，隨著EDA（電子設(shè)計自動化）技術(shù)和微電子技術(shù)的進步，CPLD的時鐘延遲可達ns級，結(jié)合其并行工作方式，在超高速、實時測控方面有非常廣闊的應用前景；并且CPLD和FPGA具有高集成度、高可靠性，幾乎可將整個設(shè)計系統(tǒng)下載于同一芯片中，實現(xiàn)所謂片上系統(tǒng)，從而大大縮小了體積，具有可編程型和實現(xiàn)方案容易改動的特點，有利于產(chǎn)品的研制和升級。閘門開時，矩形脈沖送到74LS393進行計數(shù)。(4)等精度測頻方法測量精度與預置門寬度和標準頻率有關(guān)，與被測信號的頻率無關(guān)。當門控信號為高電平時，被測信號的上沿通過 D 觸發(fā)器的 Q 端同時啟動計數(shù)器COUNT1 和 COUNT2。利用周期測量法在一定信號頻率范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)分頻系數(shù) M，可以較好地解決精度與實時性的矛盾。而在直接測頻方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的等精度測頻方法消除了計數(shù)所產(chǎn)生的誤差，實現(xiàn)了寬頻率范圍內(nèi)的高精度測量，但是他不能消除和降低標準頻率所引入的誤差。FPGA較小的邏輯單元結(jié)構(gòu)和豐富的寄存器資源決定了其更適用于復雜時序電路和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（如通信傳輸和視頻處理）。無論是CPLD還是FPGA，都是依靠內(nèi)部得邏輯塊實現(xiàn)設(shè)計功能。在設(shè)計過程中，可根據(jù)需要隨時改變器件的基于 CPLD 和單片機的頻率測量計的設(shè)計8內(nèi)部邏輯功能和管腳的信號方式，借助于大規(guī)模集成的CPLD和高效的設(shè)計軟件，用戶不僅可通過直接對芯片結(jié)構(gòu)的設(shè)計實行躲在數(shù)字邏輯系統(tǒng)功能，而且由于管腳定義的靈活性，大大減少了電路圖設(shè)計和電路板設(shè)計的工作量及難度，同時，這種基于可編程芯片的設(shè)計大大減少了系統(tǒng)芯片的數(shù)量，縮小了系統(tǒng)的體積，提高了系統(tǒng)的可靠性。EDA的仿真測試技術(shù)只需要通過計算機就能對所設(shè)計的電子系統(tǒng)從各種不同層次的系統(tǒng)性能特點完成一系列準確的測試與仿真操作，大大提高了大規(guī)模系統(tǒng)電子設(shè)計的自動化程度。最終實現(xiàn)多功能數(shù)字頻率計的設(shè)計方案，根據(jù)頻率計的特點，可廣泛應用于各種測試場所。隨著電子技術(shù)與計算機技術(shù)的發(fā)展，以單片機為核心的測量控制系統(tǒng)層出不窮，在被測信號中，較多的是模擬和數(shù)字開關(guān)信號，而且還經(jīng)常遇到以頻率為參數(shù)的被測信號，例如流量、轉(zhuǎn)速、晶體壓力傳感器以及經(jīng)過參量—頻率轉(zhuǎn)換后的信號等。設(shè)計使用等精度頻率測量方法，完整的設(shè)計出基于FPGA/CPLD的頻率測量計，并完成調(diào)試。企業(yè)迫切需要大量熟練掌握單片機技術(shù)并能開發(fā)、應用和維護管理這些智能化產(chǎn)品的高級工程技術(shù)人才。由于單片機面對的是測控對象，突出的是控制功能，所以它從功能和形態(tài)上來說都是應控制領(lǐng)域應用的要求而誕生的。CAD（Computer Aided Design）是EDA技術(shù)發(fā)展的早期階段。微電子技術(shù)，即大規(guī)模集成電路加工技術(shù)的進步是現(xiàn)在數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。對于低檔產(chǎn)品要求使用操作方便，量程（足夠）寬，可靠性高，價格低。還有些計數(shù)器可以測量信號電平、周期、脈寬和脈沖頻率，選擇這樣的計數(shù)器可以使測試方案中使用的測試儀器更少。例如：當前出現(xiàn)的干擾信號比被測信號至少大6db時，計數(shù)器測得的是這個干擾信號，這就導致了錯誤的測量結(jié)果。高分辨率比高精度更容易實現(xiàn)，因為增加顯示位數(shù)比制造更穩(wěn)定的振蕩參考源要容易的多。當然，如果計數(shù)器的額定最高頻率為18gHZ，那么由于計數(shù)器電路不能工作在18gHZ以上，你甚至不能用它測量在20gHZ上0dbm的信號。而對于中高檔產(chǎn)品， 則要求有高分辨率，高精度，高穩(wěn)定度，高測量速率；除通常通用計數(shù)器所具有的功能外，還要有數(shù)據(jù)處理功能，統(tǒng)計分析功能，時域分析功能等等，或者包含電壓測量等其他功能。早期，設(shè)計師們追求的目標主要是擴展測量范圍，再加上提高測量精度、穩(wěn)定度等，這些也是人們衡量電子計算器的技術(shù)水平，決定電子計數(shù)器價格高低的主要依據(jù)。為了能正確地測量不同類型的信號，必須了解待測信號特性和各種頻率測量儀器的性能。準確度指標表明儀器的讀數(shù)接近實際信號頻率的程度；而分辨率指標表明多么小的頻率變化可能在儀器上顯示出來。當然，儀器的固有準確度取決于制造的精度以及校準實驗室對時基振蕩器的校正；準確度主要取決于晶振的熱穩(wěn)定性，而與老化關(guān)系不大。如果需要測量的幾個信號的頻率值相差很大，可以使用可調(diào)帶通濾波器或高通、低通濾波器依次測量每一個信號的頻率。 技術(shù)背景及發(fā)展趨勢當今，單片微型計算機技術(shù)迅速發(fā)展，由單片機技術(shù)開發(fā)的計數(shù)設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應用到各個領(lǐng)域，單片機技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備促進了生產(chǎn)技術(shù)水平的提高。畢業(yè)設(shè)計（論文）3 EDA技術(shù)的發(fā)展及其應用21世紀人類將全面進入信息化社會對微電子信息技術(shù)和微電子VLSI基礎(chǔ)技術(shù)將不斷提出更高的發(fā)展要求，微電子技術(shù)仍將繼續(xù)是21世紀若干年代中最為重要的和最有活力的高科技領(lǐng)域之一?，F(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心是EDA(Electronic Design Automation)技術(shù)。 單片機概論單片機是一個單芯片形態(tài)、面向控制對象的嵌入式應用計算機系統(tǒng)。單片機是單芯片形態(tài)作為嵌入式應用得計算機，它有唯一的、專門為嵌入式應用而設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，加上它的芯片級體積的優(yōu)點和現(xiàn)場環(huán)境下可高速可靠地運行的特點，因此單片機又稱為嵌入式微控制器（Embedded micro controller）。同時隨著科學技術(shù)的發(fā)展，用戶對電子計數(shù)器也提出了新的要求。傳統(tǒng)的頻率計通采用組合電路和時序電路等大量的硬件電路構(gòu)成，產(chǎn)品不但體積較大，運行速度慢，而且測量低頻信號時不宜直接使用。一般的數(shù)字頻率計本身無計算能力因而難以使用測周發(fā)，而用89c51單片機構(gòu)成的頻率計卻很容易做到這一點。CPLD芯片采用流行的VHDL語言編程，并在MAX+plusII設(shè)計平臺上實現(xiàn)了全部編程設(shè)計，單片機采用底層匯編語言編程，可以精確地控制測頻計數(shù)閘門的開啟和關(guān)閉，從而進一步提高了測量精度。然后利用EDA工具的邏輯綜合功能，把功能描述轉(zhuǎn)換為某一具體目標芯片的網(wǎng)表文件，經(jīng)編程器下載到可編程目標芯片中（如FPGA芯片），使該芯片能實現(xiàn)設(shè)計要求的功能。事實上FPGA已經(jīng)稱為一類標準器件，并且已經(jīng)和CPLD一起成為目前最常用得可編程邏輯器件。從規(guī)模上看CLB只是一個邏輯單元，當輸入端不夠用時，通常需要吧CLB進行串行級連擴展。頻率測量的精度和效能常常決定里這次測量儀表或控制系統(tǒng)的性能。閘門開啟時，計數(shù)器開始計數(shù)，閘門關(guān)閉，停止計數(shù)。周期測量法原理圖如圖 22 所示。設(shè)在一次門控時間Tpr中對被測信號計數(shù)值為Nx。 基于單片機的方案采用單片機AT89C51作為系統(tǒng)控制核心單元，輔以適當?shù)能?、硬件資源完成以單片機為核心的等精度頻率計的軟硬件設(shè)計及系統(tǒng)實現(xiàn)。16位二進制的最大計數(shù)值為2 1=65535,不能滿足精確測16量的要求，雖然可以通過軟件技術(shù)的方法來提高分辨率，但是AT89C51內(nèi)置計數(shù)器的計數(shù)速率受500KHZ(24MHZ)的限制，所以意義不大。系統(tǒng)組成原理框圖如圖25所示。較好的利用了CPLD的高精度、高速等方面的有點。基于 CPLD 和單片機的頻率測量計的設(shè)計16圖31 系統(tǒng)原理框圖 schematic block diagram of systerm其核心部分為單片機和可編程芯片CPLD。 　　CLOCK INHIBIT：時鐘禁止端。4 個按鍵通過一片并入串出的 74LS165 接入單片機，單片機的 P3. 0 口為串行數(shù)據(jù)輸入線，P3. 1 口提供 741LS165 移位所需的時鐘信號，P3. 2 口控制 74LS165 的并行置入和串行移位信號線。AT89C51 的 P3. 0 口為數(shù)據(jù)輸出線，數(shù)據(jù)經(jīng) 8 片串入并出74LS164 以串行方式送入 LED(數(shù)據(jù)從最右端串行移入)，每片 74LS164 驅(qū)動一只LED。V c c圖 36 顯示電路 Display circuitAT89C51 單片機串行口方式 0 為移位寄存器方式，外接 8 片 74LS164 作為 8 位 LED 顯示器的靜態(tài)顯示接口，把 AT89C51 的 RXD 作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD 作為移位時鐘脈沖。