【文章內(nèi)容簡介】 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接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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/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/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。 顯示電路本次設(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采用標準的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，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當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 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。因為單片機具有編程和自動運算的功能，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。T0設(shè)置為定時器方式1，T1設(shè)置為計數(shù)器方式1；當待測信號到來，用單片機外部兩個終端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初始化和浮點數(shù)到ASCII碼轉(zhuǎn)換模塊。LCD初始化主要進行顯示器顯示模式設(shè)置和顯示開關(guān)及光標設(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。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數(shù)形式，因此必須將浮點數(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 第五章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 仿真軟件簡介本次基于單片機的頻率計設(shè)計是通過Proteus ISIS軟件來進行模擬和仿真的。Proteus是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，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、LED、AD/DA等)。Proteus ISIS 是英國Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于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 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機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行和電路工作的過程和結(jié)果。該軟件的特點是：① 實現(xiàn)了單片機仿真和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 支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：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)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(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 具有強大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機和SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。 用Proteus 軟件虛擬單片機實驗的優(yōu)點采用Proteus 仿真軟件進行虛擬單片機實驗，具有比較明顯的優(yōu)勢，其實驗實習(xí)內(nèi)容全面、硬件投入少、可自行實驗、實驗過程中損耗小、與工程實踐最為接近等。當然其存在的缺點也是有的。其有點有以下幾點：① 內(nèi)容全面② 硬件投入少，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯③ 學(xué)可自行實驗，鍛煉解決實際工程問題的能力④ 實驗過程中損耗小，基本沒有元器件的損耗問題⑤ 與工程實踐最為接近，可以了解實際問題的解決過程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(電子等)實驗的模擬仿真，也可以作為個人工作室的仿真實驗。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。 系統(tǒng)仿真 正弦波的放大整形電路仿真 方波的測頻仿真 正弦波的整體仿真 誤差分析數(shù)字頻率計測量數(shù)據(jù)時，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量誤差是大多數(shù)數(shù)字測量儀器的目的。數(shù)字頻率計測量的誤差由計數(shù)誤差（），時標信號的誤差（）和被測信號噪聲引起的觸發(fā)誤差（）三部分組成，即。 無論閘門時間長短,計數(shù)法測頻總存在1個單位的量化誤差，即計數(shù)誤差為177。1。通過計數(shù)器直接測頻時的閘門時間和測周期時的時標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，測頻時的閘門時間誤差和測周期時的時標信號誤差就是時基誤差，也就是計數(shù)器內(nèi)石英晶體振蕩器的頻率誤差。通用計數(shù)器在測量周期時，由于被測信號疊加有噪聲，當被測信號由施密特觸發(fā)器整形成方波進入下一級電路時，信號上疊加的噪聲會使電路的觸發(fā)時刻提前或滯后，從而帶來測量誤差。此測量誤差即為觸發(fā)誤差。減小誤差的方法：（1）在實際測量中，增加顯示的有效數(shù)字位數(shù)可降低計數(shù)誤差對直接測頻法和測周期法的影響。（2）減少時基誤差的措施使用性能更好的外部頻率標準；使用前對石英晶體振蕩器進行校準；（3）減少觸發(fā)誤差的措施提高被測信號的信號噪聲比；增加測量時間。結(jié)論本文介紹了一種基于單片機AT89C51制作數(shù)字頻率計的設(shè)計方法。其測量原理非常簡單，硬件電路制作方便，軟件編程易于實現(xiàn)，所測得的頻率范圍較寬，精度較高，平均相對誤差σ≤177。1%，是在允許的測量誤差范圍內(nèi)。此次