【正文】 集成電路運(yùn)算放大器在近幾年得到迅速發(fā)展，除了具有高電壓增益的通用型外，還具有性能更優(yōu)良和具有特殊功能的集成運(yùn)放，可分為高輸入阻抗、低漂移、高精度、帶寬、低功耗、高壓、大功率和程控型等專用型集成運(yùn)算放大。 題中用到的LF353放大器屬于用型集成運(yùn)算放大，該運(yùn)算放大器內(nèi)部有偏移電壓和FET輸入裝置（雙向場(chǎng)效應(yīng)管），有較大的反向擊穿電壓，因此，當(dāng)大差動(dòng)輸入電壓時(shí)，可以很容易容納增加的輸入電流?！　　　　　　　　　D7 典型接法　　　　　　　　　　　　圖8　內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　　 顯示模塊 1602ALCD 與單片機(jī)的接法 單片機(jī)與1602ALCD的連接如圖9所示圖9 單片機(jī)與LCD接法 1602ALCD采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，本設(shè)計(jì)具體接法如下： 第1腳：VSS為地電源（圖中未畫出）。 第2腳：VDD接5V正電源（圖中未畫出）。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”，本設(shè)計(jì)使用時(shí)通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整其對(duì)比度（圖中未畫出）。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。 第15～16腳：空腳（圖中未畫出）。由于STC89C52單片機(jī)的P0口內(nèi)部沒有上拉電阻故在單片機(jī)與1602ALCD之間需加上上拉電阻（圖中未標(biāo)出）。 1602ALCD基本技術(shù)： 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如表1所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A” 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如下表所示， 它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平） 指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。 指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。 指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。 指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。 指令8：DDRAM地址設(shè)置。 指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令10：寫數(shù)據(jù) 指令11：讀數(shù)據(jù) 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，下表是DM162的內(nèi)部顯示地址. 比如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B（40H)+10000000B(80H)=11000000B(C0H) 3 Altium designer原理圖 整形放大部分4 Altium designer PCB布線5 Proteus仿真6 軟件流程圖 圖10系統(tǒng)工作流程圖 T0的1s定時(shí)本次設(shè)計(jì)選用定時(shí)器T0完成定時(shí)功能，選用方式1，采用T0定時(shí)50 ，連續(xù)循環(huán)定時(shí)20次即可完成1 定時(shí)，用一個(gè)計(jì)數(shù)單元存放循環(huán)的次數(shù)，每一次循環(huán)單元自加1，當(dāng)加到20次時(shí)則1S 定時(shí)到時(shí)。其程序流程圖如圖11所示。 T1的計(jì)數(shù)原理 設(shè)計(jì)中T1采用計(jì)數(shù)功能，需要注意的一個(gè)問題是，輸入的待測(cè)時(shí)鐘信號(hào)的頻率最高可以達(dá)到460800Hz，但本設(shè)計(jì)的最高頻率為計(jì)數(shù)器的最多計(jì)數(shù)65536次，顯然當(dāng)所輸入的頻率大于65536Hz的時(shí)候?qū)o法顯示，所以每當(dāng)計(jì)數(shù)器T1溢出回零時(shí)產(chǎn)生中斷，中斷程序執(zhí)行顯示提示錯(cuò)誤信息顯示為00000Hz。其程序流程圖如圖12所示。 圖11 圖12 軟件工作原理將整形后的波形送至單片機(jī)的T1計(jì)數(shù)器輸入口，打開定時(shí)器0，初始化定時(shí)器0，將單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器T0定時(shí)為1S，此時(shí)T1輸入口在1s內(nèi)所計(jì)數(shù)到的脈沖個(gè)數(shù)即為該信號(hào)的頻率。將該計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)經(jīng)單片機(jī)處理送至LCD顯示。 軟件處理方法 本頻率計(jì)的設(shè)計(jì)以 STC89C52 單片機(jī)為核心 ,利用它內(nèi)部的定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器完成待測(cè)信號(hào)頻率的測(cè)量 。單片機(jī) STC89C52 內(nèi)部具有 2 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 ,定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器的工作可以由編程來實(shí)現(xiàn)定時(shí) 、計(jì)數(shù)和產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出中斷要求的功能 。在構(gòu)成為定時(shí)器時(shí) ,每個(gè)機(jī)器周期加 1 (使用 12M Hz 時(shí)鐘時(shí) ,每 1us 加 1) ,這樣以機(jī)器周期為基準(zhǔn)可以用來準(zhǔn)確定時(shí)1S。在構(gòu)成為計(jì)數(shù)器時(shí) ,在相應(yīng)的外部引腳發(fā)生從 1 到 0 的跳變時(shí)計(jì)數(shù)器加 1 ,這樣在計(jì)數(shù)閘門的控制下可以用來測(cè)量待測(cè)信號(hào)的頻率 。外部輸入每個(gè)機(jī)器周期被采樣一次 ,這樣檢測(cè)一次從1 到 0 的跳變至少需要 2 個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期) ,所以最大計(jì)數(shù)速率為時(shí)鐘頻率的 1/ 24 。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作由相應(yīng)的運(yùn)行控制位 TR 控制 ,當(dāng) TR置 1 ,定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù) 。當(dāng) TR 清 0 ,停止計(jì)數(shù) 。7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析通過前一部分的整形放大可以將正弦波，方波，矩形波變換成相同頻率的矩形波，方便單片機(jī)進(jìn)行測(cè)量，在示波器上觀察，頻率基本不變。經(jīng)過單片機(jī)的測(cè)量，再在LCD上顯示，誤差也比較小?？梢詼y(cè)量的范圍是0~70K，雖然程序設(shè)置是可以超過100K，但在實(shí)際中有差別，并且錯(cuò)誤地進(jìn)行了10分頻。在整形放大部分頻率與輸入頻率相差無幾，但是在顯示的過程中，進(jìn)行了十分頻，所以應(yīng)該是程序的顯示部分有問題，但是在檢查的過程中沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。8 元器件清單結(jié) 束 語通過本次課程設(shè)計(jì)，雖然結(jié)果并不十分理想，但是也學(xué)到了很多東西。不僅加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，尤其是對(duì)單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，而且也通過一次一次的實(shí)踐，提高了動(dòng)手操作能力，相對(duì)對(duì)第一次的制作過程，這次有了一定的提高，不僅在繪制PCB的過程，在焊接上也少了很多失誤。在設(shè)計(jì)過程中，得到了同學(xué)的大力支持和協(xié)助，在此表示衷心的感謝。參考文獻(xiàn)[1] 赫建國、劉立新、黨劍華.《基于單片機(jī)的頻率計(jì)設(shè)計(jì)》[J] .西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào) 2003年 7月 第8卷 第3期[2] 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