【正文】 PP:外部訪問允許。為了使單片機能夠有效的傳送外部數(shù)據(jù)存儲器從 0000HA到 FFFH 單元的指令， 必須同 GND 相連接。需要主要的是，如果加密位 1 被編程，EA復位時 EA 端會自動內(nèi)部鎖存。當執(zhí)行內(nèi)部編程指令時， 應該接到 VCC端。XTAL1：振蕩器反相放大器以及內(nèi)部時鐘電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。在本次設(shè)計中，采用 89C51 作為 CPU 處理器，充分利用其硬件資源，結(jié)合 D 觸發(fā)器 CD4013，分頻器 CD4060，模擬轉(zhuǎn)換開關(guān) CD4051，計數(shù)器 74LS90 等數(shù)字處理芯片，主要控制兩大硬件模塊，量程切換以及顯示模塊。下面還將詳細說明。 信號調(diào)理及放大整形模塊 放大整形系統(tǒng)包括衰減器、跟隨器、放大器、施密特觸發(fā)器。它將正弦輸入信號Vx 整形成同頻率方波 Vo,幅值過大的被測信號經(jīng)過分壓器分壓送入后級放大器，以避免波形失真。由運算放大器構(gòu)成的射級跟隨器起阻抗變換作用，使輸入阻抗提高。同相輸入的運算放大器的放大倍數(shù)為（R1+R2）/R1，改變 R1 的大小可以改變放大倍數(shù)。系統(tǒng)的整形電路由施密特觸發(fā)器組成，整形后的方波送到閘門以便計數(shù)。由于輸入的信號幅度是不確定、可能很大也有可能很小，這樣對于輸入信號的測量就不方便了，過大可能會把器件燒毀，過小可能器件檢測不到，所以在設(shè)計中采用了這個信號調(diào)理電路對輸入的波形進行阻抗變換、放大限幅和整形，信號調(diào)理部分電路具體實現(xiàn)電路原理圖和參數(shù)如下圖 4 所示： 圖 4 時基信號產(chǎn)生電路：CD4013雙上升沿 D 觸發(fā)器 ，引腳及功能見如下圖 5：CD4013 由兩個相同的、相互獨立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。每個觸發(fā)器有獨立的數(shù)據(jù)置位復位時鐘輸入和 Q 及 Q 非輸出。此器件可用作移位寄存器，且通過將 Q 非輸出連接到數(shù)據(jù)輸入，可用作計數(shù)器和觸發(fā)器。在時鐘上升沿觸發(fā)時，加在 D 輸入端的邏輯電平傳送到 Q 輸出端。置位和復位或復位線上的高電平完成。 圖 5 CD4013 芯片引腳用功能圖 CD406014 位二進制串行計數(shù)器，引腳及功能見如下圖 6： CD4060 由一震蕩器和 14 極二進制串行計數(shù)器位組成，震蕩器的結(jié)構(gòu)可以是 RC 或晶振電路。CR 為高電平時，計數(shù)器清零且振蕩器使用無效，所有的計數(shù)器位均為主從觸發(fā)器 CP1 非（和 CP0）的下降沿計數(shù)器以二進制進行計數(shù)，在時鐘脈沖線上使用施密特觸發(fā)器對時鐘上升和下降時間無限制。 D4DIODED3DIODED2DIODE23 76 5184U3LM31D1DIODECLR11 CLK13 D12 D212CLK211 SET14 SET210 CLR213 Q1 5Q1 6Q2 9Q28GND 7+5V 14IC174LS1412J1CON212J2CON2C1105R1RES1R2RES1R3RES1R4RES1R5RES1R6RES1D5ZENER1VC15VVCC15VGNDVC15VVCC15VGNDGNDGND5VGNDVCGND32 184U1ALF353 56 7U1BLF353 圖 6 CD4060 芯片引腳用功能圖時基信號的產(chǎn)生原理：本電路采用 32768HZ 晶體震蕩器，利用 CD4060 芯片經(jīng)過 14 級分頻得到 2HZ 的信號（32768/2 14） ，在經(jīng)過 CD4013 雙 D 觸發(fā)器經(jīng)過二分頻得到 的方波，即輸出秒脈沖信號使單片機進行計數(shù)。 圖七 秒脈沖產(chǎn)生電路原理圖 顯示模塊1602 基本技術(shù)：1） 、主要功能A、 40 通道點陣 LCD 驅(qū)動。B、 可選擇當作行驅(qū)動或列驅(qū)動。C、 輸入/輸出信號:輸出,能產(chǎn)生 202 個 LCD 驅(qū)動波形。輸入,接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號,偏壓(V1∽V6)。D、 通過單片機控制將所測的頻率信號讀數(shù)顯示出來。2） 、技術(shù)參數(shù)Q121 Q132Q143 Q64Q55 Q76Q47 VSS8 ∮0 9∮0 10∮111RESET 12Q9 13Q814Q10 15VDD 16U10000000000CD4060Q11 Q12CLOCK13 RESET14D15 SET16VSS7 SET2 8D29RESET2 10CLOCK2 11Q212Q2 13VDD 14U2CD4013C110pY232768GNDVCC VCCR71M/INTO）極限參數(shù)表標 準 值名 稱 符 號MIN TYPE MAX單 位電路電源 VDD VSS VLCD 驅(qū)動電壓 VDD VEE VDD VDD + V輸入電壓 VIN VDD + V靜電電壓 100 V工作溫度 20 +70 176。C儲存溫度 30 +80 176。C） 電參數(shù)表標 準 值名 稱 符 號 測 試 條 件MIN TYPE MAX單位輸入高電平 VIH VDD V輸入低電平 VIL V輸出高電平 VOH IOH = V輸出低電平 VOL IOL = V工作電流 IDD VDD = mATa = 0176。C Ta = 25176。C VDD VEE Ta = 50176。C V3） 、時序特性表標 準 值項 目 符 號 測試條件 MIN TYPE MAX單位允許時間周期 TCYCE 1000 ns允許脈沖寬度,高電平 PWEH 450 ns允許上升和下降時間 tEr tEf 25 ns地址建立時間 tAS 140 ns數(shù)據(jù)延遲時間 tDDR 320 ns數(shù)據(jù)建立時間 tDSW 195 ns數(shù)據(jù)保持時間 tH 10 nsDATA HOLD TIME tDHR 20 ns地址保持時間 tAH 10 ns4） 、引腳和指令功能）模塊引腳功能表引 線 號 符 號 名 稱 功 能1 Vss 接地 0V2 VDD 電路電源 5V177。10%3 VEE 液晶驅(qū)動電壓 保證 VDDVEE=∽5V 電壓差4 RS 寄存器選擇信號 H:數(shù)據(jù)寄存器 L:指令寄存器5 R/W 讀/寫信號 H:讀 L:寫6 E 片選信號 下降沿觸發(fā),鎖存數(shù)據(jù)7|14DB0|DB7數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)傳輸）寄存器選擇功能表RS R/W 操 作0 0 指令寄存器(IR)寫入0 1 忙標志和地址計數(shù)器讀出1 0 數(shù)據(jù)寄存器(DR)寫入1 1 數(shù)據(jù)寄存器讀出（注:忙標志為1時,表明正在進行內(nèi)部操作,此時不能輸入指令或數(shù)據(jù),要等內(nèi)部操作結(jié)束,即忙標志為0時。 ）） 指令功能 格式:RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0共 11 種指令:清除,返回,輸入方式設(shè)置,顯示開關(guān),控制,移位,功能設(shè)置,CGRAM 地址設(shè)置,DDRAM 地址設(shè)置,讀忙標志,寫數(shù)據(jù)到 CG/DDRAM,讀數(shù)據(jù)由 CG/DDRAM。5） 、顯示位與 DD RAM 地址的對應關(guān)系 顯 示 位 序 號 1 2 3 4 5 ……………… 40 第 一 行 00 01 02 03 04 ..………….. 27 DD RAM 地 址(HEX) 第 二 行 40 41 42 43 44 …………….. 676） 、初始化方法用戶所編的顯示程序,開始必須進行初始化,否則模塊無法正常顯示,下面介紹兩種初始化方法。 利用內(nèi)部復位電路進行初始化下面指令是在初始化過程中執(zhí)行的。(1)清屏(DISPLAY CLEAR)。(2)功能設(shè)置(FUNCTION SET)。DL = 1: 8Bit 接口數(shù)據(jù)。N = 0: 1 行顯示。 F = 0:57dot 字形。(3)顯示開/關(guān)控制(DISPLAY ON/OFF CONTROL)D = 0: 顯示關(guān)。 C = 0: 光標關(guān)。 B = 0: 消隱關(guān)(4)輸入方式設(shè)置(ENTRY MODE SET )I/D = 1:(增量): S = 0: 無移位:） 軟件復位 如果電路電源不能滿足復位電路的要求的話,那么初始化就要用軟件來實現(xiàn),過程如下: 八位接口初始化流程圖 ↓ ↓ ↓等待 ↓等待100us ↓檢查忙標志或延時 40us ↓檢查忙標志或延時 40us↓檢查忙標志或延時 40 us↓檢查忙標志或延時 ↓檢查忙標志或延時 40第 3 節(jié) 軟件設(shè)計主要能過編寫軟件來控制硬件完成以下各模塊的功能： 定時讀數(shù) 量程轉(zhuǎn)換 電 源 開 VDD 上升到 后等待15 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 N F RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 1 0 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 初 始 化 結(jié) 束 BCD 轉(zhuǎn)換 顯示的功能單片機當C/T=1時為計數(shù)方式，多路開關(guān)與定時器的外部引腳連通，外部計數(shù)脈沖由引腳輸入。當外部信號由1至0跳變時，計數(shù)器加1，此時T0成為外部事件的計數(shù)器。由于確認一次由1至0的跳變要用24個振蕩器周期，所以計數(shù)器的計數(shù)頻率為單片機內(nèi)部計數(shù)器頻率的1/24。當C／T=0時為定時方式，對單片機內(nèi)部計數(shù)器進行m2分頻后，計數(shù)器的實際計數(shù)頻率為單片機內(nèi)部頻率凡的1/m2，當GATE=0時，反相器輸出為1，或門輸出為1，打開與門，使定時器的啟動僅受TRO端信號電平的控制。在此種情況下，INT0引腳的電平變化對或門不起作用。TRO=1時接通控制開關(guān)，計數(shù)脈沖加到計數(shù)器上，每來一個計數(shù)脈沖，計數(shù)器加1，只有當TRO=0時，控制開關(guān)斷開，計數(shù)器停止計數(shù)。當GATA=0時，若TRO=1，或門、與門全部打開，外部信號電平通過INTO引腳直接控制定時器的啟動和關(guān)閉。輸人高電平時允許計數(shù)，否則停止計數(shù)。根據(jù)定時器的結(jié)構(gòu)原理，若我們將 GATE 位、TR0 均設(shè)為‘1’ ，INT0 端輸人被測頻率信號，當被測信號的高電平到來時，開始計數(shù)；當被測信號的低電平到來時，計數(shù)器停止計數(shù)，此時 TL0、TH0 的數(shù)據(jù)就是相應的 N 值。結(jié) 束 語數(shù)字頻率計是計算機、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測量儀器。在進行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計、安裝、調(diào)試過程中，由于其使用十進制數(shù)顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，會被經(jīng)常使用到。通過本次課程的設(shè)計，不但加深我對在課程上所學到的單片機理論知識的認識和理解，重新讓自己認識到了這門學科的在應用方面的廣闊前景，并且通過知識與應用于實踐的結(jié)合更加豐富了自己的知識。擴展了知識面，不但掌握了本專業(yè)的相關(guān)知識，而且對其他專業(yè)的知識也有所了解，而且較系統(tǒng)的掌握單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程，因而自身的綜合素質(zhì)有了全面的提高 。經(jīng)過這次一個較完整的產(chǎn)品設(shè)計和制作過程，對于認識到自己在知識方面存在的不足，明確今后的學習方向是非常有益的，為將來的的就業(yè)提前打了下堅實的基礎(chǔ)。在設(shè)計