【文章內(nèi)容簡介】 成8421碼十分頻電路。（3）六分頻：在十分頻（8421碼）的基礎(chǔ)上，將QB端接R1，QC端接R2。其計數(shù)順序?yàn)?00～101，當(dāng)?shù)诹鶄€脈沖作用后，出現(xiàn)狀態(tài)QCQBQA=110，利用QBQC=11反饋到R1和R2的方式使電路置“0”。 （4） 九分頻：QA→RQD→R2，構(gòu)成原理同六分頻。（5）十分頻（5421碼）：將五進(jìn)制計數(shù)器的輸出端QD接二進(jìn)制計數(shù)器的脈沖輸入端CK1，即可構(gòu)成5421碼十分頻工作方式。 此外，據(jù)功能表可知，構(gòu)成上述五種工作方式時，SS2端最少應(yīng)有一端接地；構(gòu)成五分頻和十分頻時，RR2端亦必須有一端接地。 74LS90引腳圖AT89C51簡介單片機(jī)(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(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)，隨機(jī)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(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換等電路集成到一個半導(dǎo)體芯片上，構(gòu)成一個最小而又完善的計算機(jī)系統(tǒng)。它們之間相互連接的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。單片機(jī)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，具有較強(qiáng)而有效的控制功能。其結(jié)構(gòu)圖如下所示。 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖雖然單片機(jī)只是一個芯片,但無論從組成還是從其邏輯功能上看，都具有微機(jī)系統(tǒng)的含義。另一方面，單片機(jī)畢竟是一個芯片，只有外加所需的輸入輸出設(shè)備，才能構(gòu)成實(shí)用的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可單獨(dú)完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機(jī)最大的特征。單片機(jī)的應(yīng)用極為廣泛，它涉及智能儀器儀表、工業(yè)控制、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信以及醫(yī)用設(shè)備等領(lǐng)域。它以無與倫比的高性能、低價位贏得了廣大電子開發(fā)者的喜愛。AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器。其主要特性：?與MCS51 兼容 　　?4K字節(jié)可編程FLASH存儲器 　　?壽命：1000寫/擦循環(huán) 　　?數(shù)據(jù)保留時間：10年 　　?全靜態(tài)工作：0Hz24MHz 　　?三級程序存儲器鎖定 　　?1288位內(nèi)部RAM 　　?32可編程I/O線 　　?兩個16位定時器/計數(shù)器 　　?5個中斷源 　　?可編程串行通道 　　?低功耗的閑置和掉電模式 　　?片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明：VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，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，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)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，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)時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個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（記時器0外部輸入） 　　 T1（記時器1外部輸入） 　　 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 　　 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，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，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， 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：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。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。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，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為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度第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。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(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，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 系統(tǒng)軟件設(shè)計第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件編程部分是設(shè)計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)字頻率計的系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法。整個系統(tǒng)由初始化模塊、定時器中斷服務(wù)模塊、信號周期測量模和LCD顯示模塊。初始化模塊主要是對進(jìn)行初始定時器/計數(shù)器T0、T1和中斷源的初始化。定時器中斷服務(wù)模塊是本次設(shè)計的重點(diǎn)。T0設(shè)置為定時器方式1，T1設(shè)置為計數(shù)器方式1；當(dāng)待測信號到來，用單片機(jī)外部兩個終端INT0和INT1來開始對定時計數(shù)器T0計時和T1計數(shù)。本次設(shè)計單片機(jī)采用內(nèi)部時鐘方式，接12MHz的晶振，定時/計數(shù)器T0工作在定時狀態(tài)下，達(dá)不到1秒的定時，所以采用定時50ms，共定時20次，即可完成1秒的定時功能。對于頻率的概念就是在一秒只數(shù)脈沖的個數(shù)，即為頻率值。所以T1工作在定時狀態(tài)下，每定時1秒中到，就停止T1的計數(shù)，而從T1的計數(shù)單元中讀取計數(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信號對待測信號放大整形、分頻啟動T0、T1定時時間到1sT0停止計時T1停止計數(shù)計算頻率送出顯示結(jié)束 系統(tǒng)仿真與調(diào)試第五章系統(tǒng)仿真與調(diào)試本次基于單片機(jī)的頻率計設(shè)計是通過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，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機(jī)寄存器和存儲器內(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，同時可以觀察各個變量、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