單片機課程設計報告---頻率計(編輯修改稿)
2025-05-08 22:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 單片機它是硬件電路的核心部分，時鐘電路晶振使用 12MHz，復位電路采取按鍵復位方式。具體連接圖 和圖 。圖 單片機系統(tǒng)的時鐘電路3圖 單片機系統(tǒng)的復位電路 信號整形電路設計 信號整形電路如圖所示，主要由含有施密特觸發(fā)器的反相器 7414 和放大器構成，當輸入信號為零或負電壓時，三極管截止，輸出高電平；當輸入信號為正電壓時，三極管導通，輸出電壓隨著輸入電壓的上升而下降。零偏置放大器把如正弦波這樣的正負交替波形變化為單向脈沖，這使得頻率計既可以測量方波的頻率，也可以測量正弦波的頻率。放大器實現(xiàn)了對小信號的測量。帶施密特觸發(fā)器的方向器 7414 用于把放大器生成的單向脈沖變換成與 TTL/CMOS電平相容的方波。電路接線圖如圖 。圖 信號整形電路原理圖 信號分頻電路設計 分頻電路主要由 3 塊 74HC4017 和數(shù)據(jù)選擇器 74151 是十進制同步計數(shù)器，上一級輸出的方波加到 4017 的 CLK，當從 4017 的 CO 輸出可以實現(xiàn)十分頻，多個4017 級聯(lián)可以擴展分頻范圍，輸出為對稱方波，方波寬度等于待測信號的周期，從而為測4量信號周期提供基礎。接線圖如 圖 信號分頻電路圖 頻率測量電路頻率測量電路由 89C51 作為信號的處理核心，如圖所示：5 圖 頻率測量電路 LCD 液晶顯示顯示采用字符/圖形點陣LCD模組——SMC1062A系列SMC1062A的特性：電參數(shù)(VDD= 10%,VSS=0V,Ta=25 )顯示內(nèi)容16 字符x 2 行字符點陣5 x 8 點驅(qū)動方式1/16DJHD162A模塊的管腳：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16VSS VCC VEE RS R/W E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK工作時序： SMC1062A的工作時序圖6 測頻軟件的實現(xiàn)是基于電路系統(tǒng)來進行設計的。本次設計采用的是脈沖定時測頻法，所以在軟件實現(xiàn)上基本遵照系統(tǒng)的設計原理，進行測頻。本次軟件設計語言采用C語言，在電腦上編譯通過后即可下載到電路上的實際電路中，即可實現(xiàn)頻率的測量。 7開始等待待測信號對待測信號放大整形分頻計算分頻次數(shù)計算頻率輸出系統(tǒng)初始化判斷是否分頻結(jié)束圖 系統(tǒng)程序流程圖 5 調(diào)試及性能分析 調(diào)試分析 軟件調(diào)試軟件調(diào)試主要是程序調(diào)試。對主程進行分塊調(diào)試，即對各個子功能模塊進行調(diào)試。具體步驟如下：（1）超聲波發(fā)射和接收及其中斷程序調(diào)試。首先看計數(shù)器初值是否正確裝入，接下來通過給計數(shù)器 T0 設定一恰當?shù)闹?來調(diào)試計數(shù)器 T0 溢出中斷是否正常，結(jié)果顯示正常。其次調(diào)試計數(shù)器 T1 能否正確運行于工作方式 2，調(diào)試結(jié)果正常。（2）測溫及溫度計算程序調(diào)試 因測溫用到了專用芯片 DS18B20，故光靠軟件，無法對其進行完整的調(diào)試，只能調(diào)試其對溫度進行轉(zhuǎn)換的程序。經(jīng)調(diào)試轉(zhuǎn)換符合設計思路。之后調(diào)試根據(jù)所測得的溫度計算速度的計算程序，（3）計算距離子程序調(diào)試 計算距離子程序中主要包括兩部分，一是兩字節(jié)乘兩字節(jié)乘法程序，另一個是四字節(jié)除兩字節(jié)除法程序。調(diào)試主要是通過人為設定數(shù)據(jù)存放單元中的數(shù)據(jù)，檢查結(jié)果是否正確，經(jīng)過幾次代數(shù)試驗，執(zhí)行功能正確。 （4）LCD 液晶顯示程序調(diào)試 因要用到液晶模塊，無法只用軟件對其進行調(diào)試。只能結(jié)合硬件才可進行調(diào)試。 硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是檢測硬件電路是否有短路，斷路、虛焊等。具體步驟及測試結(jié)果如下：（1）檢查電源與地線是否全部連接上，用萬用表對照電路原理圖測試各導線是否完全連接，對未連接的進行修復。（2）參照原理圖，檢查各個器件之間的連接是否連接正確，是否存在虛焊，經(jīng)測試，各連接不存在問題。（3）以上兩項檢查并修復完后，給該硬件電路上電，電源指示燈點亮，上電正常。 系統(tǒng)功能調(diào)試（1）調(diào)試系統(tǒng)的測溫及顯示部分，從主程序中調(diào)出測溫和溫度顯示部分，下載到單片機中，給系統(tǒng)上電，觀察能否顯示溫度及能否正確顯示。溫度顯示正常。（2）調(diào)試超聲波的發(fā)射部分。將整個程序下到單片機中，用示波器觀測發(fā)送超聲波換能器上的波形。波形很微弱，幾乎沒有。分析原因可能是因為發(fā)射超聲波所用的 P0 口沒有上拉電阻，外接一 10K 的上拉電阻
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