【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 OD 00H ACC 00H TCON 00H B 00H TH0 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P0～ P3 FFH SCON 00H IP XXX0 0000B SBUF XXXX XXXXB IE 0XX0 0000B PCON 0XXX XXXXB 注： XXX 不定 復(fù)位后， P0 口～ P3 口輸出高電平，且使這些準(zhǔn)雙向口皆處于輸入狀態(tài)，并且將 07H寫入棧指針 SP（即 設(shè)定堆棧底為 07H），同時(shí)，將程序計(jì)數(shù)器 PC 和其余的特殊功能寄存器清為 0（不定的位除外）。但復(fù)位不影響單片機(jī)內(nèi)部的 RAM 狀態(tài) 。 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 7414 是六反相施密特觸發(fā)器集成電路，其基本作用就是反相器，一般用于信號(hào)輸入電路，用施密特觸發(fā)器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行波形整形。其 結(jié)果 如圖 313 所示 [4]。 圖 313 輸入 輸出波形圖 本設(shè)計(jì)為滿足設(shè)計(jì)要求，被測(cè)信號(hào) 首先進(jìn)行波形 變換。由第一級(jí)的零偏置放大器把正弦波樣的正負(fù)交替波形變換成單向脈沖，再經(jīng)過 7414 將放大器產(chǎn)生的單向脈沖變換成與 TTL/CMOS 電 平相兼容的方波。這樣處理以后信號(hào)變成方波信號(hào)，以便后續(xù)的電路進(jìn)行計(jì)數(shù) [4]。 LED 段顯示器結(jié)構(gòu)與原理 LED 顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示塊，有 7 段和 “米 ”字段之分。這種顯示塊有共陽極和共陰極兩種。此外，顯示塊中還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（在圖中以dP 表示）用于顯示小數(shù)點(diǎn)。通過發(fā)光二極管亮、暗的不同組，可以 顯示多中數(shù)字、字?jǐn)?shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 母以及其他符號(hào) [5]。 LED 顯示塊中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法 : (1)共陽極接法 發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu) 成公共陽極。使用時(shí)公共陽極接＋ 5V，這樣，陰極端輸入低電平的段的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示；而輸入高電平的段則不點(diǎn)亮。 (2)共陰極接法 發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)公共陰極接地，這樣，陽極端輸入高電平的段的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示；而輸入低電平的段則不點(diǎn)亮。 數(shù)碼管引腳如圖 36。 圖 36 數(shù)碼管引腳圖 共陰和共陽結(jié)構(gòu)的 LED 顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示的各種字符。 8 個(gè)筆劃段 dP、 g、 f、 e、d、 c、 b、 a 對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)（ 8 位）的 D D D D D D D D0，于是用8 位二進(jìn)制碼就可以表示欲顯示字符的字形代碼。例如，對(duì)于共陰 LED 顯示器，當(dāng)公共陰極接地（為零電平），而陽極 dP、 g、 f、 e、 d、 c、 b、 a 各段為 0111011 時(shí)，顯示器顯示 P字符，即對(duì)于共陰極 LED 顯示器， “P”字符的字形碼是 73H。如果是共陽 LED 顯示器，公共陽極接高電平，顯示 “P”字符的字形代碼應(yīng)為 10001100（ 8CH）。用 LED 顯示器顯示十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)的字形代碼在表 37 中列出。 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 表 37 LED十六進(jìn)制的數(shù)字代碼表 字形 共陽極代碼 共陰極代碼 字形 共陽極代碼 共陰極代碼 0 C0H 3FH 9 90H 6FH 1 F9H 06H A 88H 77H 2 A4H 5BH B 83H 7CH 3 BOH 4FH C C6H 39H 4 99H 66H D A1H 5EH 5 92H 6DH E 86H 79H 6 82H 7DH F 8EH 71H 7 F8H 07H 滅 FFH 00H 8 80H 7FH LED 數(shù)碼管的顯示方式 LED 數(shù)碼管在顯示時(shí)，通常 有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。 LED 靜態(tài)顯示：其公共端直接接地（共陰極）或接電源（共陽極），各段選線分別與 I/O 接口線相連。要顯示字符，直接在 I/O 線發(fā)送相應(yīng)的字段碼 [6]。 LED 動(dòng)態(tài)顯示： 將所有的數(shù)碼管的段選線并接在一起，用一個(gè) I/O 接口控制，公共端不是直接接地（共陰極）或電源（共陽極），而是通過相應(yīng)的 I/O 接口線控制 [6]。 在單片機(jī)系統(tǒng)中， 常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器，簡(jiǎn)稱 LED；液晶顯示器，簡(jiǎn)稱 LCD；熒光管顯示器。而發(fā)光二極管顯示又分為固定段顯示和可以拼裝的大型字段顯示，此外還有共陽極和共陰極之分等。 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)將采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示電路如 38圖： 圖 38數(shù)字頻率計(jì)顯示圖 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 計(jì)數(shù)器的種類很多。按時(shí)鐘脈沖輸入方式的不同，可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；按進(jìn)位體制的不同，可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)過程中數(shù)字增減趨勢(shì)的不同，可分為加計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。 本設(shè)計(jì)采用的是 兩個(gè) 4518 的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。在數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)中，計(jì)數(shù)器的作用主要是用于對(duì)輸入信號(hào)的輸入計(jì)數(shù)，雖然單片機(jī)內(nèi)部功能中有計(jì)數(shù)功能，但是由于單片機(jī)的計(jì)數(shù)功能計(jì)數(shù)范圍比較小，滿足不了大頻率的計(jì)數(shù)測(cè)算，所以在外面加兩個(gè) 4518計(jì)數(shù)器 ， 4518 是一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，信號(hào)由 CLK 輸入， 通過 Q3 輸出，進(jìn)行 10次計(jì)數(shù)， 級(jí)聯(lián)到 ，通過 Q0 輸出，進(jìn)行 2 次計(jì)數(shù)。所以總電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行了20 分頻 [11]。 加強(qiáng)計(jì)數(shù)能力，從而滿足其測(cè)算范圍。 硬件電路如 圖 39： 圖 39 分頻電路 功能圖如下 圖 310所 示： 圖 310 分頻電路功能圖 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 使用變壓器提供到 AC 橋堆的輸入腳為 9V 交流電壓，通過 AC 整流輸出為 9V 直流電，經(jīng)過電解電容濾波、 7805 穩(wěn)壓，提供給 89C51 單片機(jī)為 5V 電壓。 5V 電源電路如圖314 所示 [10]。 圖 314 5V電源電路圖 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 數(shù)字頻率計(jì)的系統(tǒng)原理圖 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 第四章 數(shù)字頻率計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)規(guī)劃 信號(hào)處理 在頻率計(jì)開始工作，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。測(cè)量初始 化模塊設(shè)置堆棧指針（ SP）、工作寄存器、中斷控制和定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作首先被設(shè)置為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器清 0 后，置運(yùn)行控制位 TR 為1，啟動(dòng)對(duì)待測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)閘門由軟件延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)，從計(jì)數(shù)閘門的最小值開始，也就是從測(cè)量頻率的高量程開始。計(jì)數(shù)閘門結(jié)束時(shí) TR 清 0，停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)寄存器中的值通過 16 進(jìn)制數(shù)道 10 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換為 10 進(jìn)制數(shù)。對(duì) 10 進(jìn)制數(shù)的最高位進(jìn)行判別，若該位不為 0，滿足測(cè)量數(shù)據(jù)有效位數(shù)的要求，測(cè)量值和