【正文】 測量反應時間的要求。工作高電平是否加至定時/計數(shù)器的輸入腳；當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束；當判定高電平結束時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)。如果測量結果仍不具有3位有效數(shù)字，頻率計則使用定時方法實現(xiàn)頻率測量。也就是說，石英晶體多諧多諧振蕩器的振蕩頻率取決于石英晶體的固有諧振頻率，與外接電阻、電容無關。X()：保留位，無意義。3) 中斷優(yōu)先級AT89S52的中斷設有兩級優(yōu)先級，每個中斷源均可通過軟件對中斷優(yōu)先級寄存器IP的對應位進行設置，變成為高優(yōu)先級或低優(yōu)先級，置1為高優(yōu)先級，清0為低優(yōu)先級。PT1()：定時/計數(shù)器1的中斷優(yōu)先級設置位。工作方式是通過軟件對特殊功能寄存器TMOD和T2CON的設置來進行選擇。GATE：選通控制位。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。當定義為I/O口時，為準雙向I/O口，需外接上拉電阻，在寫入“1”后就成為高阻抗輸入口。(14腳)：T0(定時計數(shù)器0外部計數(shù)輸入端)。 頻率計程序的建立過程首先運行Keil C軟件，打開之后首先出現(xiàn)如圖52所示畫面：圖52 Keil C運行界面接著按下面的步驟建立項目：⑴ 點擊Project 菜單，選擇下拉式菜單中的New Project，接著彈出一個標準Windows 文件對話窗口，在“文件名”中輸入一個C 程序項目名稱，這里我們用“plj”,“保存”后的文件擴展名為uv2，這是KEILuVision2 項目文件擴展名，以后我們可以直接點擊此文件以打開先前做的項目。然后如圖56，在屏幕左邊的Source Group1 文件夾圖標上右擊彈出菜單，選則“ Add File to Group ‘SourceGroup 1’”彈出文件窗口，選擇剛剛保存的文件，點擊ADD 按鈕，關閉文件窗，將編寫好的兩段程序添加到項目中去。 //8位數(shù)據(jù)端口,2行顯示,5*7點陣LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR)。 a[2]=(t/100)%10。 a[i]==39。 j++) //填充空格 { *str=39。\039。 //定時器1是高優(yōu)先級中斷TH1=0x3C。TH1=0x3c。TR1=1。因此在仿真和程序調試時，關心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C和SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。Proteus 還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似但功能更多。 用Proteus 軟件虛擬單片機實驗的優(yōu)點采用Proteus 仿真軟件進行虛擬單片機實驗，具有比較明顯的優(yōu)勢，其實驗實習內容全面、硬件投入少、可自行實驗、實驗過程中損耗小、與工程實踐最為接近等。圖63 在器件選擇窗口中選擇所需要的元器件然后，選擇對象選擇窗口中已經添加的元器件，將其放到圖形編輯窗口中，并進行單片機仿真圖的設計。A通道測試系統(tǒng)所測試的頻率信號，D通道測試單片機對外圍電路的同步信號，C通道測試經過外圍電路同步后的測頻信號。其中U2和U3組成仿真圖的控制電路，來實現(xiàn)頻率信號與單片機測頻信號的同步。然后介紹了AT89S52單片機的功能及特點，并針對其特性給出了頻率計的設計原理、思路及方法。這些都將使我的一生受益匪淺！老師的諄諄教誨將令我終身難忘。于此同時，我還要感謝計算機學院的各位老師給我們提供了一次鍛煉和學習的機會，感謝我的同學和室友，他們在我的學習和生活中給了我很大的幫助。通過系統(tǒng)實現(xiàn)和論文設計的過程，是我對基于單片機的頻率計的原理及應用有了更進一步的認識，并且熟練掌握了進行計算機硬件系統(tǒng)設計的一般原理及方法。隨著微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展，特別是單片機的出現(xiàn)和發(fā)展，使傳統(tǒng)的電子側量儀器在原理、功能、精度及自動化水平等方面都發(fā)生了巨大的變化，形成一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代側量儀器。圖69 頻率計測頻結果所測試節(jié)點的信號的波形圖如圖610和圖611所示。圖64 在圖形編輯窗口中添加元件圖65 系統(tǒng)仿真圖其次，在仿真圖中雙擊單片機芯片，在彈出的如圖66的窗口“Edit Component”中為“Prograom File”選擇二進制文件“”，該文件為軟件設計中由Keil C編譯程序所生成的二進制文件。其有點有以下幾點：① 內容全面② 硬件投入少，經濟優(yōu)勢明顯③ 學可自行實驗，鍛煉解決實際工程問題的能力④ 實驗過程中損耗小，基本沒有元器件的損耗問題⑤ 與工程實踐最為接近，可以了解實際問題的解決過程⑥ 大量的范例，可供參考處理⑦ 協(xié)作能力的培養(yǎng)和鍛煉Proteus不僅可以作為學校單片機(電子等)實驗的模擬仿真，也可以作為個人工作室的仿真實驗。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。在工作前，要設置view 菜單下的捕捉對齊和system下的顏色、圖形界面大小等項目。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動態(tài)仿真、I2C 調試器、SPI 調試器、鍵盤和LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 // 開定時器0EA=1。 frequence=(TH0*0x100+TL0)/200。} 定時器中斷服務模塊子程序在頻率測量過程中，我們使用單片機的定式計數(shù)器來實現(xiàn)頻率的測量。其具體代碼為：void Time01_Init(void){EA=0。 str++。 amp。 a[4]=(t/1)%10。 //清屏LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE)。圖57 在輸出選項中選擇創(chuàng)建二進制代碼文件圖58 將編寫的程序文件進行編譯鏈接⑹ 編譯成功后生成的所有文件如圖59所示。完成上面步驟后，就可以進行程序的編寫了。整個電路原理圖的元件清單圖44所示：圖44 頻率計電路元件清單5 系統(tǒng)的軟件設計在軟件開發(fā)上我們采用KeilC做為開發(fā)工具，KeilC是WINDOWS平臺下的單片機開發(fā)工具，同時支持C語言和匯編語言編程，考慮到在頻率測量過程中有比較多的數(shù)學運算，所以在編程工具上我們采用了C語言，這樣開發(fā)過程就變的更加輕松了。程序校驗期間應接上拉電阻。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 LCD1602顯示電路在頻率計設計中，顯示部分對整個系統(tǒng)來說是非常重要的。AT89S52單片機為定時計數(shù)器設有特殊功能寄存器TMOD、TCON和T2CON，用于定義他們的工作方式及其控制功能的實現(xiàn)。PX0()：:外部中斷INT0中斷優(yōu)先級設置位復位后IP的內容為00H。兩個或兩個以上的中斷源同時請求中斷時，主機只響應優(yōu)先級高的中斷請求。ES()：串行通信接收/發(fā)送中斷響應控制位。1) AT89S52中斷源AT89S52的中斷系統(tǒng)有8個中斷源，對應有6個中斷矢量。無論采用何種方式，只要完成一次測量，頻率計自動開始下一個測量循環(huán)，因此該頻率計具有連續(xù)測量的功能，同時實現(xiàn)量程的自動轉換。測量結果的顯示格式采用科學計數(shù)法，即有效數(shù)字乘以10為底的冪。為了兼顧頻率測量精度和測量反應時間的要求，把測量工作分為兩種方法：① 當待測信號的頻率＞100Hz時，定時/計數(shù)器構成為計數(shù)器，以機器周期為基準，由軟件產生計數(shù)閘門，計數(shù)閘門寬度＞1s時，即可滿足頻率測量結果為3位有效數(shù)字；② 當待測信號的頻率＜100Hz時，定時/計數(shù)器構成為定時器，由頻率計的予處理電路把待測信號變成方波，方波寬度等于待測信號的周期。其系統(tǒng)結構如下圖所示：信號處理單片機信號處理LCD驅動LCD顯示圖31 頻率計系統(tǒng)結構圖 頻率計方案概述本頻率計的設計以AT89S52單片機為核心，利用他內部的定時/計數(shù)器完成待測信號周期/頻率的測量。浮點數(shù)由3個字節(jié)組成：第1字節(jié)最高位為數(shù)符，其余7位為階碼；第2字節(jié)為尾數(shù)的高字節(jié)；第3字節(jié)為尾數(shù)的低字節(jié)。當上述測量判斷過程直到計數(shù)閘門寬度達到1s(對應的頻率測量范圍為100～999Hz)時測量結果仍不具有3位有效數(shù)字，頻率計則使用定時方法測量待測信號的周期。單片機外接晶振為12MHz，單片機指令周期為1μs，當被測頻率信號過高時單片機不能測量。這種方法的缺陷是受限于單片機計數(shù)的晶振頻率，輸入的時鐘頻率通常是單片機晶振頻率的幾分之一甚至是幾十分之一，在本次設計使用的AT89S52單片機，由于檢測一個由“1”到“0”的跳變需要兩個機器周期，前一個機器周期測出“1”，后一個周期測出“0”。AT89S52單片機的主要功能：8位字長CPU；振蕩器和時鐘電路，全靜態(tài)操作：0～33MHZ；8KB系統(tǒng)內部可編程Flash存儲器；256KB內部RAM；4個I/O共32位線；3個16位定時/計數(shù)器；全雙工(UART)串行口通道；ISP端口；定時監(jiān)視器(看門狗)；雙數(shù)據(jù)指針(DPTR)；20多個特殊功能寄存器；電源下降標志。[3] AT89S52系列單片機的基本結構AT89S52單片機是AT89S系列中增強型高檔產品，它片內存儲器容量是AT89S51的一倍，即片內8K的Flash程序存儲器和256B的RAM。每次試驗可以編制不同的程序，這樣可以保證用戶的系統(tǒng)設計達到最優(yōu)。AT89S系列單片機時繼AT89C系列之后推出的功能更強的新產品。單片機開發(fā)開發(fā)工具具有很強的軟硬件調試功能，使研制單片機應用系統(tǒng)極為方便，加之現(xiàn)場運行環(huán)境的可靠性，因此使單片機能滿足許多小型對象的嵌入式應用要求，可廣泛用在儀器儀表、家用電器、智能玩具、控制系統(tǒng)等領域。[12] 單片機的特點及應用一塊單片機芯片就是具有一定規(guī)模的微型計算機，在加上必要的外圍器件，就可以構成完整的計算機硬件系統(tǒng)。[7]目前我國使用做多的是Intel公司在MCS48的基礎上于20世紀80年代初發(fā)展起來的 8位的單片機MCS51，直到現(xiàn)在仍不失為單片機的主流系列。[8]然而單片機又不同于單板機，芯片在沒有開發(fā)前，它只具備功能極強的超大規(guī)模集成電路，如果賦于它特定的程序，它便是一個最小的、完整的微型計算機控制系統(tǒng)，它與單板機或個人電腦有著本質的區(qū)別。2 AT89S52單片機介紹及其發(fā)展概況 單片機的介紹 單片機概述單片機(SingleChipMicroputer),又稱單片微控器，是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)，隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、輸入/輸出電路(I/O)、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、串行通訊口，可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模數(shù)轉換等電路集成到一個半導體芯片上，構成一個最小而又完善的計算機系統(tǒng)。從80年代單片機引入我國至今，單片機已廣泛地應用于電子設計中，使頻率計智能化水平在廣度和深度上產生了質的飛躍,數(shù)字化也成為了電子設計的必由之路。單片機技術已成為現(xiàn)代電子技術應用領域十分重要的技術之一，是電子技術應用領域工程技術人員必備的知識和技能,它能夠是我們設計的產品更具智能性和先進性。，單片機的發(fā)展又進入了一個新的階段,，單片機在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能儀器儀表、家用電器、智能玩具、通信系統(tǒng)、機械加工等各個領域都獲得了廣泛的應用，極大的提高了這些領域的技術水平和自動化程度。隨著微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展，特別是單片機的出現(xiàn)和發(fā)展，使傳統(tǒng)的電子測量儀器在原理、功能、精度及自動化水平等方面都發(fā)生了巨大的變化，形成一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代測量儀器。目前,市場上有各種多功能、高精度、高頻率的數(shù)字頻率計,但價格不菲。由于頻率信號抗干擾能力強、易于傳輸，可以獲得較高的測量精度。關鍵詞：單片機；AT89S52；頻率計；C語言ABSTRACTIn the electronic field, frequency is a kind of most basic parameter, and all there are close relations in the measurement schemes of many other electric parameters and result of measuring. Because the signal antiinterference ability of frequency is strong, easy to transmit, can obtain higher measurement precision. So, the measurement of frequency seems particularly important, the research of the method is being paid attention to. The Frequency meter, as one kind of the measuring instrument, often called the electronic counter, its basic function is that frequency and application of cycle Frequency meter of measuring the signal are in a very large range, it not only a