【文章內(nèi)容簡介】 然后送入測量計數(shù)器進行測量。測量電路在檢測到脈沖的上升沿是打開計數(shù)器，在下降沿時關(guān)掉計數(shù)器。由下式 ： TWX=NX/FS。由公式 可知計數(shù)值即為測得的脈沖寬度。 周期脈沖信號占空比的測量 測一個脈沖信號的脈寬，記其值為 TWX1，信號 反相后，再測一次脈寬并記錄其值 TWX2，通過以下公式計算： 占空比 = %100*)]/([ 211 wxwxwx TTT ? 在預(yù)置門時間和常規(guī)測頻閘門時間相同而被測信號頻率不同的情況下，等精度測量法的測量精度在整個測量范圍內(nèi)保持恒定不變，而常規(guī)的直接測頻法（在低頻時用測周法，高頻 時用測頻法），測量精度會隨著被測信號頻率的下降而下降。 預(yù)置門的概念與傳統(tǒng)的閘門的概念是不同的。預(yù)置門是指同時啟動或停止標準頻率信號計數(shù)器和被測信號計數(shù)器的門控信號。預(yù)置門的概念用于等精度頻率周期測量中，并稱預(yù)置門的時間寬度為預(yù)置門時間。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 3 等精度頻率計硬件設(shè)計 鍵盤控制模塊 按鍵接口電路 ,因為按鍵數(shù)量較少 ,所以采用獨立式按鍵結(jié)構(gòu)。每個按鍵各接一根輸入線，從而使一根線上按鍵的工作狀態(tài)不會影響其它線上的工作狀態(tài)。 八個按鍵分別為測頻 、 測周期 、 測占空比 、 測脈寬 、 自校五個功能鍵和 秒、 1 秒、 10 秒 三個時間按鍵。 10K 的電阻接低 電平，當掃描到某一位為 高 電平時表示有按鍵按下。 鍵盤控制電路 如圖 31 所示 。 EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40IC1 AT89C511 2Y112M30C430C5R3110kR3210kR3310kR3410kR3510kR3610kR3710kR3810kk1k2k3k4k5k6k7k8VCC 圖 31 鍵盤控制模塊原理圖 顯示模塊 8 位 8 段 LED 采用共陽極接法，顯示方式為靜態(tài)顯示，靜態(tài)顯示方式顯示亮度較 高，而且顯示狀態(tài)穩(wěn)定。根據(jù)實際亮度需求每段 LED 接 5K 的限流電阻。 AT89C51 的 口接數(shù)據(jù)輸出線，數(shù)據(jù)經(jīng)過 8 片串入 并出 74HC595 以串行方式送入 LED（數(shù)據(jù)最右端串行移入），每片 74HC595 驅(qū)動一只 LED。 為串行移位時鐘線。 為數(shù)據(jù)封鎖線。測試結(jié)果輸出顯示模塊如圖 32 所示 。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40IC1AT89C511 2Y112M30C430C5A9f6g7e5d4c3DP8b2a1led115 1 2 3 4 5 6 7 916 14 1110121380001 02 030405EGNDRCLKSRCLRSRCLKSERQ70607Vcc74HC595cf1104VCCcf2104cf3104cf4104A9f6g7e5d4c3DP8b2a1led215 1 2 3 4 5 6 7 916 14 1110121380001 02 030405EGNDRCLKSRCLRSRCLKSERQ70607Vcc74HC595A9f6g7e5d4c3DP8b2a1led315 1 2 3 4 5 6 7 916 14 1110121380001 02 030405EGNDRCLKSRCLRSRCLKSERQ70607Vcc74HC595A9f6g7e5d4c3DP8b2a1led415 1 2 3 4 5 6 7 916 14 1110121380001 02 030405EGNDRCLKSRCLRSRCLKSERQ70607Vcc74HC595VCCVCC VCCVCCcf5104VCC圖 32 顯示模塊原理圖 主控模塊 AT89C51 單片機簡介 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓 ，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。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。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C51長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 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 ]1[ 。 AT89C51 是一款采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造的，與工業(yè)標準的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容的單片機，其主要性能特點如下所述： （ 1）片內(nèi)集成 4KB 可編程閃爍存儲器，可進行 1000 次以上寫 /擦循環(huán)操作，數(shù)據(jù)保留時間可長達 10 年 ,支持三級程序存儲器鎖定。 （ 2）豐富強大的外部接口性能： 32 可編程 I/O 線，可編程串行通道，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 EPM7128 簡介 EPM7128 是可編程的大規(guī)模邏輯 器件，為 ALTERA 公司的生產(chǎn)的建立在多陣列結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的高性能可編程邏輯器件 MAX7000 系列產(chǎn)品，其內(nèi)部具有符合 IEEE1149． 1 標準的 JTAG接口用于在線下載和修改程序，具有阻抗高，電可擦等特點，可用門單元為 2500 個， 128 個宏單元， 8 個邏輯陣列塊，管腳間最大遲延為 5ns，工作電壓為 +5V。 EPM7128SLC84 具有 68 個用戶可使用 I/O 接口。 CPLD 具有高集成度 ,高可靠性，幾乎可將整個設(shè)計系統(tǒng)下載在同一塊芯片中。實現(xiàn)所謂片上系統(tǒng)，從而大大縮小設(shè)計產(chǎn)品的體積 ,具有可編程和實現(xiàn)方案容易改動的特點。 CPLD 的邏輯功能模塊包括 32 位計數(shù)器，數(shù)據(jù)選擇器和 D 觸發(fā)器等邏輯模塊，各邏輯模塊用硬件描述語言 VHDL 來描述其功能 ]7[ 。 等精度頻率計系統(tǒng) 原理 該模塊主要完成單片機對 CPLD 的控制。單片機 P2 口的 8 根口線為控制信號線，具體控制功能如下： （ END）：脈寬計數(shù)結(jié)束狀態(tài)信號， END=1 計數(shù)結(jié)束。 （ TF）： TF=0 時等精度測頻， TF=1 時測脈寬。 （ CHOISE）：自較 /測頻選擇， CHOISE=1 測頻， CHOISE=0 自較。 （ START）：當 TF=0 時，作為預(yù)置門閘，門寬由鍵盤輸入值決定， START=1 時預(yù)置門打開， START=0 時關(guān)門；當 TF=1 時， START 有第二功能，此時，當 START=0 時測負脈寬，長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 當 START=1 時測正脈寬，利用此功能可分別獲得脈寬和站空比數(shù)據(jù)。 （ CLR/TRIG） ：當 TF=0 時系統(tǒng)全清零功能，當 TF=1 時 CLR/TRIG 的上升沿將啟動COUNT2，進行脈寬計數(shù)。 （ EEND）：等精度測頻計數(shù)結(jié)束狀態(tài)信號， EEND=0 時計數(shù)結(jié)束。 （ ADRA）； （ ADRB）：計數(shù) 值讀出選通控制。若令 AD=[ADRA， ADRB]，則當 AD=00，01， 10， 11 時可從 P0 口和 P2 口由低 8 位至高 8 位分別讀出兩組 4個 8 位計數(shù)值。 等精度頻率計系統(tǒng)原理圖 如圖 33 所示 。 EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40IC1AT89C511 2Y112M30C430C5IO6IO8IO9IO10IO11IO12IO4IO5IO15IO16IO17IO18IO20IO21IO22IO24IO25IO27IO28IO29IO30IO31IO33IO34IO35IO36IO37IO39IO40IO41IO44IO45IO46IO48IO49IO50IO51IO52IO54IO55IO56IO57IO58IO60IO61IO63IO64IO65IO67IO68IO69IO70IO73IO74IO75IO76IO77IO79IO80IO81GNDINT42GNDINT82GNDIO7GNDIO19GNDIO32GNDIO47GNDIO59GNDIO72VCCINT ( V ONLY)3VCCINT ( V ONLY)43VCCIO ( V OR V)13VCCIO ( V OR V)26VCCIO ( V OR V)38VCCIO ( V OR V)53VCCIO ( V OR V)66VCCIO ( V OR V)78INPUT/GCLK183INPUT/GCLRn1INPUT/OE184INPUT/OE2/GCLK22TDI/IO14TDO/IO71TCK/IO62TMS/IO23 IC3圖 33 等精度頻率計系統(tǒng)原理圖 信號輸入放大和整形模塊 輸入待測信號經(jīng)過 LM358 放大后又經(jīng)過 74HC14 形成系統(tǒng)需要的矩形波，然后送入復(fù)雜可編程邏輯器件（ CPLD）。該部分 電路的功能主要是完成對弱信號的放大和強信號的限幅處理 ,并將各種形式的被測模擬信號整形為適合單片機處理的數(shù)字脈沖信號。 信號輸入整形模塊原理圖 如圖 34 所示。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 1