【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。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。 　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 　　口管腳 備選功能 　　 RXD（串行輸入口） 　　 TXD（串行輸出口） 　　 /INT0（外部中斷0） 　　 /INT1（外部中斷1） 　　 T0（記時(shí)器0外部輸入） 　　 T1（記時(shí)器1外部輸入） 　　 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） 　　 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性: XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)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。本次設(shè)計(jì)最后采用1602LCD作為顯示電路。采用LCD1602因其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中: 第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 LCD1602引腳圖 LCD1602的主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量：16*2個(gè)字符芯片工作電壓：～工作電流：()模塊最佳工作電壓：字符尺寸：*(WXH)mm第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件編程部分是設(shè)計(jì)的電路能否成功的關(guān)鍵。因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有編程和自動(dòng)運(yùn)算的功能，所以產(chǎn)品中有很多的功能都是通過軟件的形式實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字頻率計(jì)的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法。整個(gè)系統(tǒng)由初始化模塊、定時(shí)器中斷服務(wù)模塊、信號(hào)周期測(cè)量模和LCD顯示模塊。初始化模塊主要是對(duì)進(jìn)行初始定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1和中斷源的初始化。定時(shí)器中斷服務(wù)模塊是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。T0設(shè)置為定時(shí)器方式1，T1設(shè)置為計(jì)數(shù)器方式1；當(dāng)待測(cè)信號(hào)到來，用單片機(jī)外部?jī)蓚€(gè)終端INT0和INT1來開始對(duì)定時(shí)計(jì)數(shù)器T0計(jì)時(shí)和T1計(jì)數(shù)。本次設(shè)計(jì)單片機(jī)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，接12MHz的晶振，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0工作在定時(shí)狀態(tài)下，達(dá)不到1秒的定時(shí)，所以采用定時(shí)50ms，共定時(shí)20次，即可完成1秒的定時(shí)功能。對(duì)于頻率的概念就是在一秒只數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，即為頻率值。所以T1工作在定時(shí)狀態(tài)下，每定時(shí)1秒中到，就停止T1的計(jì)數(shù)，而從T1的計(jì)數(shù)單元中讀取計(jì)數(shù)的數(shù)值，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。送到LCD顯示出來。LCD顯示模塊包括LCD初始化和浮點(diǎn)數(shù)到ASCII碼轉(zhuǎn)換模塊。LCD初始化主要進(jìn)行顯示器顯示模式設(shè)置和顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置，在本次設(shè)計(jì)中定義其顯示模式為：8位數(shù)據(jù)端口，5*7矩陣，16*2顯示，并且開啟顯示無光標(biāo)。在LCD1602的顯示中，數(shù)據(jù)是以ASCII碼的形式在屏幕上顯示出來的，而通過系統(tǒng)測(cè)量出的頻率值為浮點(diǎn)數(shù)形式，因此必須將浮點(diǎn)數(shù)形式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為ASCII碼的形式才能顯示出來。初始化開始等待待測(cè)信號(hào)對(duì)待測(cè)信號(hào)放大整形、分頻啟動(dòng)T0、T1定時(shí)時(shí)間到1sT0停止計(jì)時(shí)T1停止計(jì)數(shù)計(jì)算頻率送出顯示結(jié)束第五章系統(tǒng)仿真與調(diào)試本次基于單片機(jī)的頻率計(jì)設(shè)計(jì)是通過Proteus ISIS軟件來進(jìn)行模擬和仿真的。Proteus是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外圍電路(如LCD、RAM、鍵盤、馬達(dá)、LED、AD/DA等)。Proteus ISIS 是英國Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路。Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。該軟件的特點(diǎn)是：① 實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE 電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動(dòng)態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)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(hào)發(fā)生器等。② 支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③ 提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2 等軟件。④ 具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。 軟件虛擬單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)采用Proteus 仿真軟件進(jìn)行虛擬單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，其實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)內(nèi)容全面、硬件投入少、可自行實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)過程中損耗小、與工程實(shí)踐最為接近等。當(dāng)然其存在的缺點(diǎn)也是有的。其有點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：① 內(nèi)容全面② 硬件投入少，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯③ 學(xué)可自行實(shí)驗(yàn)，鍛煉解決實(shí)際工程問題的能力④ 實(shí)驗(yàn)過程中損耗小，基本沒有元器件的損耗問題⑤ 與工程實(shí)踐最為接近，可以了解實(shí)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(xué)校單片機(jī)(電子等)實(shí)驗(yàn)的模擬仿真，也可以作為個(gè)人工作室的仿真實(shí)驗(yàn)。作為電子技術(shù)或控制類相關(guān)專業(yè)的學(xué)生和工程技術(shù)人員，在學(xué)習(xí)了該軟件后，可以充分地利用它所提供的資源，幫助自己提高工程應(yīng)用能力。數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，由于各種原因，不可避免地將產(chǎn)生誤差。誤差的大小將直接影響到產(chǎn)品性能的好壞，因此最大限度地減小測(cè)量誤差是大多數(shù)數(shù)字測(cè)量?jī)x器的目的。數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量的誤差由計(jì)數(shù)誤差（），時(shí)標(biāo)信號(hào)的誤差（）和被測(cè)信號(hào)噪聲引起的觸發(fā)誤差（）三部分組成，即。 無論閘門時(shí)間長(zhǎng)短,計(jì)數(shù)法測(cè)頻總存在1個(gè)單位的量化誤差，即計(jì)數(shù)誤差為177。1。通過計(jì)數(shù)器直接測(cè)頻時(shí)的閘門時(shí)間和測(cè)周期時(shí)的時(shí)標(biāo)脈沖都是由石英晶體振蕩器的輸出經(jīng)過分頻或倍頻得到的。因此，測(cè)頻時(shí)的閘門時(shí)間誤差和測(cè)周期時(shí)的時(shí)標(biāo)信號(hào)誤差就是時(shí)基誤差，也就是計(jì)數(shù)器內(nèi)石英晶體振蕩器的頻率誤差。通用計(jì)數(shù)器在測(cè)量周期時(shí)，由于被測(cè)信號(hào)疊加有噪聲，當(dāng)被測(cè)信號(hào)由施密特觸發(fā)器整形成方波進(jìn)入下一級(jí)電路時(shí)，信號(hào)上疊加的噪聲會(huì)使電路的觸發(fā)時(shí)刻提前或滯后，從而帶來測(cè)量誤差。此測(cè)量誤差即為觸發(fā)誤差。減小誤差的方法：（1）在實(shí)際測(cè)量中，增加顯示的有效數(shù)字位數(shù)可降低計(jì)數(shù)誤差對(duì)直接測(cè)頻法和測(cè)周期法的影響。（2）減少時(shí)基誤差的措施使用性能更好的外部頻率標(biāo)準(zhǔn)；使用前對(duì)石英晶體振蕩器進(jìn)行校準(zhǔn)；（3）減少觸發(fā)誤差的措施提高被測(cè)信號(hào)的信號(hào)噪聲比；增加測(cè)量時(shí)間。結(jié)論本文介紹了一種基于單片機(jī)AT89C51制作數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)方法。其測(cè)量原理非常簡(jiǎn)單，硬件電路制作方便，軟件編程易于實(shí)現(xiàn)，所測(cè)得的頻率范圍較寬，精度較高，平均相對(duì)誤