【導(dǎo)讀】測(cè)頻范圍都很窄，有時(shí)不能滿足所要測(cè)的頻率。因此，本文提出寬頻帶頻率計(jì)的的設(shè)計(jì)方。案，以單片機(jī)AT89C52為控制核心，實(shí)現(xiàn)測(cè)量多種波形的頻率值。應(yīng)用單片機(jī)的控制功能和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能和頻率、周期的換算。

　　

【正文】 浮點(diǎn)格式。浮點(diǎn)數(shù)到 BCD碼轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換信號(hào)的頻率值在浮點(diǎn)格式表示成本頻率計(jì)數(shù)器顯示格式，發(fā)送到顯示模塊顯示測(cè)試信號(hào)的頻率值。無(wú)論其中哪種方式進(jìn)入顯示模塊，顯示的是完整的，頻率 計(jì)都開(kāi)始下一次測(cè)量。源程序見(jiàn)附錄 A。 LED動(dòng)態(tài)顯示模塊 石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 其流程框圖如圖 46所示。 圖 46 LED 動(dòng)態(tài)顯示流程圖 顯示開(kāi)始，首先置斷碼、位選碼初值。分別送單片機(jī)端口，位選碼送 P2 口，段選碼轉(zhuǎn)字型碼送 P0 口，通過(guò)查表將存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)送 LED 顯示；調(diào)用延時(shí)子程序，指向下一個(gè)顯示單元，如果顯示完，則返回。沒(méi)完，位選碼左移一位，繼續(xù)顯示，直到所有位顯示完退出。 源程序見(jiàn)附錄 A。 源程序 詳細(xì)程序見(jiàn)附錄 A. 石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 5 仿真和調(diào)試 硬件的仿真 硬件電路的仿真用 Protues 軟件。 Protues 是一款很好用的仿真軟件。 （ 1） 首先打開(kāi)軟件如圖 51。 圖 51 軟件界面 然后在藍(lán)色區(qū)域內(nèi)添加元器件，連線。然后硬件調(diào)試，由大到小，從整體到局部，進(jìn)行調(diào)試。 利用仿真軟件 proteus 的強(qiáng)大的仿真功能可以有效地檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的原理圖是否在理論上正確合理。選擇適當(dāng)?shù)娜龢O管和設(shè)置基極，發(fā)射極，集電極電阻可以得到適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù)對(duì)所測(cè)的信號(hào)進(jìn)行有效的處理。直到最后的仿真通過(guò)。仿真圖如圖 52。 石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 52 仿真電路圖 軟件的調(diào)試 軟件的調(diào)試用 Keil uvision4。 Keil uvision4 是德國(guó) Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。 軟件調(diào)試步驟 （ 1） 建立源文件：打開(kāi) Keil uvision4，使用菜單中的“ FileNew” 或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕，就可以在項(xiàng)目窗口右側(cè)打開(kāi)一個(gè)文本編輯窗口。如圖 53。 圖 53 建立源文件 石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 （ 2） 在文本編輯窗口中輸入?yún)R編語(yǔ)言源程序，然后將該程序保存，加上擴(kuò)展名（ .asm或 .C），這里將文件保存為 。如圖 54。 圖 54 文件保存 （ 3） 工程文件的建立：建立工程文件： 點(diǎn)擊“ ProjectNew Project”菜單，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，輸入 gongcheng,不需要擴(kuò)展名，點(diǎn)擊保存按鈕，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，如圖 55所示。點(diǎn)擊保存，然后選擇所使用的單片機(jī)，展開(kāi) ATMEL，選中其中的 AT89C52，然后點(diǎn)擊確定按鈕。如圖 56所示。回到主界面，此時(shí)，在工程窗口的文件頁(yè)中，出現(xiàn)了“ Target1”，前面有 “ +”號(hào)，點(diǎn)擊“ +”展開(kāi)，可以看到下面的“ Source Group1” ,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選中其中的“ Add file to Group” Souce Group1”，對(duì)話框，把源文 件加載到里面。意對(duì)話框的“文件類型“默認(rèn)為 C Souce file (*.c)，而文件的擴(kuò)展名為是以 .asm ，所以在列表框中找不到 ,要將文件類型改掉，點(diǎn)擊對(duì)話框中”文件類型‘后的下拉列表，找到并選中“ Asm Souce File(*.asm,*.a51)” ,這樣，在列表框中就可以找到 文件了。 石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 55 工程文件的建立 圖 56 單片機(jī)的選擇 打開(kāi)文件，然后編譯，編譯按鈕在左上角，如圖 57所示。最后編譯成功，如圖 58?？缮仪f 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 成一個(gè) .hex 文件，可以下載到 proteus 中仿真。 圖 57 程序的編譯 圖 58 成功編譯圖 利用 Keil uvision4軟件編寫(xiě)單片機(jī)的工作程序并且檢驗(yàn)程序是否成功編譯。通過(guò)Keil uvision4逐步運(yùn)行程序的功能可以檢測(cè)出程序的錯(cuò)漏從而進(jìn)行改正。程序編譯成功后，利用 proteus 軟件把程序加載到原理圖中進(jìn)行仿真，通過(guò)顯示器顯示出來(lái)的頻率大小與所設(shè)計(jì)的頻率相比較可以看出所編寫(xiě)的程序是否滿足要求，是否符合設(shè)計(jì)所要求的精度。測(cè)出各頻率范圍的誤差，如果不符合設(shè)計(jì)所要求的精度可以通過(guò)改變單片機(jī)定時(shí)器的初始值或者優(yōu)化程序的結(jié)構(gòu)來(lái) 減小誤差增加精度。 LED 數(shù)碼管采用的是動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，要設(shè)計(jì)好相應(yīng)的掃描時(shí)間，因?yàn)閽呙钑r(shí)間太短則 LED 顯示出來(lái)的數(shù)字便會(huì)一直在閃爍不穩(wěn)定，掃描時(shí)間太長(zhǎng)則 LED 顯示便會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間的熄滅。調(diào)試電路的時(shí)候發(fā)現(xiàn)由于P2口的驅(qū)動(dòng)能力不夠大因此要驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管工作就應(yīng)該加上反相器或者三極管作為驅(qū)動(dòng)電路。 測(cè)試結(jié)果：電路導(dǎo)通， LED 燈顯示所測(cè)量的信號(hào)頻率，測(cè)量范圍： 2HZ1MHZ。 問(wèn)題及解決方法 (1)提示無(wú) asm 文件 剛開(kāi)始編譯時(shí)，提示沒(méi)有 .asm 文件，最后發(fā)現(xiàn)。軟件默認(rèn)的是 .C。需要把 文件格式改石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 為全部類型，就行了。 (2)程序有錯(cuò) 在進(jìn)入 Keil 的調(diào)試環(huán)境后，編譯程序發(fā)現(xiàn)很多錯(cuò)誤，不是語(yǔ)法上的問(wèn)題。仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)很多符號(hào)是在中文輸入法下輸入的，在軟件編譯時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 （ 3） 程序調(diào)試時(shí)，出現(xiàn)錯(cuò)誤。 在調(diào)試程序的時(shí)候，很多語(yǔ)句的執(zhí)行必須滿足一定的條件才能執(zhí)行，有些語(yǔ)句往往沒(méi)有先定義，所以有錯(cuò)。 石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 結(jié)論 本文介紹了基于單片機(jī)的寬頻頻率計(jì)的設(shè)計(jì)，用芯片 AT89C52 制作。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)誤差在 %左右，是在允許的測(cè)量誤差范圍內(nèi)。此次設(shè)計(jì)的數(shù)字頻率計(jì)達(dá)到了測(cè)量頻率的目的，但在實(shí)際制作和測(cè)試過(guò)程中，由于自己知識(shí)有限，時(shí)間短和經(jīng)驗(yàn)不足等原因，還是出現(xiàn)了一些問(wèn)題和需要繼續(xù)改進(jìn)、完善的地方。比如：在制 PCB 板時(shí)，單面布線的布通率始終無(wú)法達(dá)到 100%，因此焊接電路板時(shí)必須采用導(dǎo)線連接，測(cè)量時(shí)準(zhǔn)確性受外部因素影響比不用導(dǎo)線連接時(shí)大，造成的測(cè)量誤差就大些。在編寫(xiě)程序時(shí)，閘門時(shí)間沒(méi)能準(zhǔn)確地微調(diào)至 1秒，致使測(cè)量的誤差比理想的要大。由于單片機(jī)內(nèi)部具有豐富的存儲(chǔ)資源和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，因此采用 單片機(jī)設(shè)計(jì)的數(shù)字頻率計(jì)只需要改動(dòng)很少的硬件部分就可以和其他的自動(dòng)化儀表組成多功能控制系統(tǒng)，測(cè)量速度得到提高，用于連續(xù)測(cè)量的控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值和意義的。 石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 致 謝 首先在這里感謝王 老師認(rèn)真的指導(dǎo)，從開(kāi)完開(kāi)題報(bào)告開(kāi)始，一直指導(dǎo)我。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很多感觸，不管是從設(shè)計(jì)過(guò)程還是設(shè)計(jì)結(jié)果，雖說(shuō)是一個(gè)艱辛的過(guò)程，但從中卻學(xué)到很多東西。剛開(kāi)始確定這個(gè)題目，對(duì)頻率計(jì)一無(wú)所知，從網(wǎng)上查資料，咨詢老師和翻閱書(shū)籍，終于有了初步的概念。從不懂到了解，然后從了解到設(shè) 計(jì)，直至最后的設(shè)計(jì)完成，王老師都一直幫助著我。當(dāng)然，過(guò)程中很多不懂的問(wèn)題，我的同學(xué)也給了我很大的幫助。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，讓我重新學(xué)習(xí)了匯編語(yǔ)言編程，很久沒(méi)用過(guò)的東西，剛開(kāi)始還有點(diǎn)陌生，但慢慢的就好了。還有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，硬件軟件的設(shè)計(jì)，讓我學(xué)會(huì)了從系統(tǒng)到局部的考慮。還學(xué)會(huì)了使用 keli4， proteus等編譯、仿真軟件。對(duì)各個(gè)芯片也有了更深的認(rèn)識(shí)。 石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 參考文獻(xiàn) [1] 李建忠 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， . [2] 唐俊翟，許 雷，張群瞻 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].北京：冶金工業(yè)出版社， ，1011. [3] 趙明安 .用 89C51開(kāi)發(fā)的 1000MHZ八位數(shù)字頻率計(jì) [J].電子制作， 2020， (2)： 30． [4] 張國(guó)興 .用單片機(jī)制作數(shù)字頻率計(jì) [J].電子制作， 2020， (2)： 32. [5] 閻 石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第四版 [M].北京：高等教育出版社， ． [6] 赫建國(guó)，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)， 2020 8(3)： 3134． [7] 李雷等編 .《 集成電路應(yīng) 用實(shí)驗(yàn)》 .國(guó)防工業(yè)出版社 2020 [8] 李雷等編 .《 電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程》 .電子科技大學(xué)出版社 ,2020 [9] 朱紅等編 .《 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)》 .電子科技大學(xué)出版社 ,2020 [10] 馮熙昌編 .《 電子電話機(jī)集成電路手冊(cè)》 .人民郵電出版社 ,1996 [11] 李華等編 .《 MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)》 .北京航空航天大學(xué)出版社， 1993 [12] 徐惠民，《安德寧等編 .單片微型計(jì)算機(jī)原理接口及應(yīng)用》 .北京郵電大學(xué)出版社 ,2020 [13] Welsh M , Basu A , Eicken TV. Incorporating memory management into user level work interfaces [C]. In Proceedings of Hot Interconnect s V. [14] Loris Degioanni, Mario Baldi, Fulvio Risso, Gianluca Varenni. Profiling and optimization of softwarebased work2analysis applications [J]. Corso Duca degli Abruzzi ,24210129 Torino , Italy. [15] VASILIS HAMILAKIS， Accurate Method for the Measurement and Its Deviation Using a Trans Instr Meas IM36， 石家莊 經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 附錄 A 源程序 DBUF EQU 30H 。顯示地址存儲(chǔ) TEMP EQU 40H 。顯示緩存 TIME EQU 50H 。定時(shí)次數(shù) FREQC EQU 20H 。保存分頻計(jì)數(shù)值 FREQL EQU 21H 。保存 TL0 FREQH EQU 22H 。保存 TH0 ORG 00H JMP START ORG 0BH JMP TIM1 START:MOV SP,70H MOV 30H,00H 。顯示寄存器清零 MOV 31H,01H MOV 32H,02H MOV 33H,03H MOV 34H,04H MOV 35H,05H MOV 36H,06H MOV 37H,07H MOV TMOD,51H SETB IT0 MOV TH1,HIGH（ 6553610000） 。定時(shí) 5ms MOV TL1,LOW（ 6553610000） MOV TH0,00H 。置計(jì)數(shù)初值 MOV TL0,00H MOV IE,82H 。開(kāi)中斷允許控制寄存器 MOV TIME,200 。定時(shí) 200 次 ,1秒 SETB TR0 SETB TR1 CLR NOP 。時(shí)間微調(diào) NOP NOP NOP NOP 石