【文章內(nèi)容簡介】 成的放大器放大輸后出來的信號整楚雄師范學院電子信息科學與技術(shù)（非師范）本科畢業(yè)論文 6 形，使它變換成矩形波。放大整形電路如圖 （ a）所示。 圖 （ a） 信號放大電路圖 圖 （ b） 信號整形電路圖 分頻設(shè)計 使用 74LS161芯片進行外部分頻處理，主要用于彌補 單片對機頻率測量范圍的不足，不但可以使單片機測量頻率是容易實現(xiàn)，而且還降低系統(tǒng)在測頻過程中帶來的誤差。 3． 3． 1分頻 74LS161作為 4位二進制同步計數(shù)器，它的最大計數(shù)值為 16，在此，為了實現(xiàn)外部 10分頻，使用了一片 74LS161芯片∑一個與非門來進行連接。如圖 。 楚雄師范學院電子信息科學與技術(shù)（非師范）本科畢業(yè)論文 7 圖 分頻電路圖 使用一片 74LS161芯片和一個與非門來進行連接。時鐘脈沖 cp從 CLK輸入，計數(shù)器 U1輸出端 Q3與 Q1經(jīng)過與非門 ，控制 U1是否計數(shù)。若計數(shù)，計數(shù)值從 U1計數(shù)器的Q3端輸出，接在 U7的數(shù)據(jù)輸入端 X6，以供數(shù)據(jù)選擇。電路 U1實現(xiàn)十進制計數(shù)，當 U1計數(shù)到 9（ 1001）時， U1的 Q3輸出為 1，當下一個時鐘脈沖 CLK上升源到來時， U1計數(shù)值歸零。 74LS161作為 4位二進制同步計數(shù)器，它具有同步并行預(yù)置數(shù)，清零，計數(shù)，保持等功能，進位輸出端還可以接其他計數(shù)器級聯(lián)使用。 時鐘 CLK，數(shù)據(jù)輸入端 D0D3，清零 /MR，使能端 ENT、 ENP，置數(shù) /LOAD，數(shù)據(jù)輸出端 Q0Q3，進位輸出 RCO， RCO=Q0*Q1*Q2*Q3*ENT。 74LS161功能如表 31所示。 表 31 74LS161功能表 輸入端 輸出端 /MR /LOAD ENP ENP CLK D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 ↑ d c b a d c b a 1 1 0 ↑ 保持 1 1 0 ↑ 保持 1 1 1 1 ↑ 計數(shù)加 1 3． 3． 2數(shù)選 選用 74HC151芯片對輸入頻率進行數(shù)據(jù)選擇，它作為一種八選一芯片，有八個數(shù)據(jù)輸入楚雄師范學院電子信息科學與技術(shù)（非師范）本科畢業(yè)論文 8 端 X0X7，三個地址輸入端 A、 B、 C，一個選通輸入端 /E，兩個互補 輸出 Y、 /Y。 74HC151功能如表 32所示。 表 32 74HC151功能表 輸入端 輸出端 /E C B A Y /Y H L H L L L L x0 /x0 L L L H x1 /x1 L L H L x2 /x2 L L H H x3 /x3 L H L L x4 /x4 L H L H x5 /x5 L H H L x6 /x6 L H H H x7 /x7 表 32所示，選通輸入端 /E=0，地址輸入端 B=C=1，由 A的狀態(tài)來選擇 x x7 中的一個數(shù)據(jù)，并在 Y端輸出被選擇的數(shù)據(jù)。 驅(qū)動顯示 顯示部分由 STC80C51 的 P0 口輸出，為了防止 P0 口的負載超出最大負載能力，在 P0口接上 8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器 74LS245芯片，來驅(qū)動 LED數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。如圖 所示。 楚雄師范學院電子信息科學與技術(shù)（非師范）本科畢業(yè)論文 9 圖 顯示模塊圖 片選端 /CE低電平有效，保證數(shù)據(jù)暢通 ,DIR=0，信號由 B向 A傳輸； P0口與 74LS245輸入端相連 ,74LS245輸入（即 ← Ai）。 顯示時使用四位共陽極數(shù)碼顯示數(shù)據(jù)，常用的每位ＬＥＤ顯示器由八個發(fā)光二極管組成，通常叫做８段數(shù)碼管，即ａ、ｂ、ｃ 、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｄｐ共八個字段，其中，ｄｐ表示顯示器上的一個圓點。字段及引腳分配如下 [6]： 圖 四位數(shù)碼管 圖 共陽極數(shù)碼管 數(shù)碼管顯示代碼如表所示： 楚雄師范學院電子信息科學與技術(shù)（非師范）本科畢業(yè)論文 10 字符 ｄｐ ｇ ｆ ｅ ｄ ｃ ｂ ａ 共陽段碼 共陰段碼 ０ １ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ Ｃ０Ｈ ３ＦＨ １ １ １ １ １ １ ０ ０ １ Ｆ９Ｈ ０６Ｈ ２ １ ０ １ ０ ０ １ ０ ０ Ａ４Ｈ ５ＢＨ ３ １ ０ １ １ ０ ０ ０ ０ Ｂ ０Ｈ ４ＦＨ ４ １ ０ ０ １ １ ０ ０ １ ９９Ｈ ６６Ｈ ５ １ ０ ０ １ ０ ０ １ ０ ９２Ｈ ６ＤＨ ６ １ １ ０ ０ ０ ０ １ ０ ８２Ｈ ７ＤＨ ７ １ １ １ １ １ ０ ０ ０ Ｆ８Ｈ ０７Ｈ ８ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ８０Ｈ ７ＦＨ ９ １ ０ ０ １ ０ ０ ０ ０ ９０Ｈ ６ＦＨ Ａ １ ０ ０ ０ １ ０ ０ ０ ８８Ｈ ７７Ｈ Ｂ １ ０ ０ ０ ０ ０ １ １ ８３Ｈ ７ＣＨ Ｃ １ １ ０ ０ ０ １ １ ０ Ｃ６Ｈ ３９Ｈ Ｄ １ ０ １ ０ ０ ０ ０ １ Ａ１Ｈ ５ＥＨ Ｅ １ ０ ０ ０ ０ １ １ ０ ８６Ｈ ７９Ｈ Ｆ １ ０ ０ ０ １ １ １ ０ ８ＥＨ ７１Ｈ 第四章 軟件設(shè)計 軟件部分采用模塊化設(shè)計，繪制出總體及各個模塊的程序流程框圖，主要運用 Keil 和Protues軟件，實現(xiàn)對系統(tǒng)功能的測試與仿真。 模塊設(shè)計 軟件部分采用模塊化設(shè)計，它由初始化模塊，頻率測量模塊和顯示電路模塊等組成。軟件設(shè)計流程框圖如圖 。 楚雄師范學院電子信息科學與技術(shù)（非師范）本科畢業(yè)論文 11 圖 軟件設(shè)計流程框圖 a、啟動對待測信號的計數(shù)，此時定時／計數(shù)器的計數(shù)器清 0， TR 置 1； b、用延時程序?qū)崿F(xiàn)閘門計數(shù)，閘門計數(shù)結(jié)束時把 TR清 0，停止計數(shù)； c、計數(shù)寄存器中的數(shù)值從十六進制轉(zhuǎn)換為十進制。若該數(shù)的最高位為 0，閘門計數(shù)寬度擴大 10 倍，重計數(shù)，直到滿足測量要求為止。否則，若該位不為 0，測量值直接送入顯示模塊； d、 16位定時／計數(shù)器的計數(shù)值最高為 65535，若待測信號的頻率較低，則直接計數(shù)，否則，進行硬件十分頻后再計數(shù)。 中斷服務(wù) 測頻時 T0工作在定時方式 ,用來產(chǎn)生標準時基秒信號 ,定時為 50ms,每中斷 20次為 1秒 ,在本設(shè)計中， T0用作計數(shù)器對待測信號計數(shù) ,當每秒開始時，啟動計數(shù)器 T0,當每秒結(jié)束時，暫停計數(shù)器 T0，則待測信號的頻率就等于 T0 的計數(shù)值乘以分頻系數(shù)。 T1工作在計數(shù)方式 ,對信號計數(shù)。 開 始 初 始 化 測 頻 大于 1Hz？ 10 分頻 計 數(shù) 結(jié)束 顯 示 Y N 楚雄師范學院電子信息科學與技術(shù)（非師范）本科畢業(yè)論文 12 顯示實現(xiàn)過程 顯示由 4位 LED共陽極數(shù)碼管，通過快速掃描方式將 8位段碼連接在單片機的 P0口上，4 位位碼接 P2 口的低四位， 逐位輪流點由亮各個數(shù)碼管 ,每位保持一定的延時，重復(fù)點亮，這樣看上去 4位數(shù)碼管是同時點亮的。數(shù)碼管顯示程序流程圖如圖 。 圖 量程轉(zhuǎn)換 使用定時方法測量頻率時，判定高電平是否加至輸入腳 口。當高電平加至 口時，把 TR置 1，啟動定時／計數(shù)器開始計數(shù)，若方波高電平結(jié)束時，把 TR 清 0，停止計數(shù)，此時測量數(shù)據(jù)從計數(shù)寄存器讀出，由顯示電路顯示。對測量結(jié)果加以判斷后，自動切換檔位，檔自動轉(zhuǎn)換流程圖如圖 。 開始 分 離數(shù)據(jù) 延時 送出顯示 結(jié)果 楚雄師范學院電子信息科學與技術(shù)（非師范）本科畢業(yè)論文 13 圖 軟件概述 本設(shè)計運用 Keil軟件平臺實現(xiàn)編程和調(diào)試 ,在 Proteus軟件平臺上完成仿真 。因此介紹Keil和 Proteus連接使用，進行軟件仿真。 Keil軟件 Keil軟件作為單片機的開發(fā)軟件，它提供仿真調(diào)試器、連接器、 C編譯器、宏匯編、庫管理等，這些部份在 uVision（集成開發(fā)環(huán)境）下組合在一起。它能仿真單片機 CPU及單片機外圍電路的工作情況。仿真調(diào)試程序時，從工程的角度來觀察過程和結(jié)果。 Keil 軟件在使用時，進行以下步驟： a、建立工程文件 先新建一個文件，命名后，在 Keil運用窗口點擊 “ ProjectNew