【導(dǎo)讀】單片機就是一種微型計算機，是一種“程序存儲式”計算機。EPROM）、定時/計數(shù)器以及各種I/O接口，也就是集成在一塊芯片上的計算機。微處理器CPU主要由：運算器、數(shù)據(jù)總線、控制器組成。同時，單片機具有優(yōu)。開發(fā)和擴展，可構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。MCS51單片機基本組成如圖1所示。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的。做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。定的話，電路一定是一塊大PCB板！市場的系列單片機，結(jié)果就會有天壤之別！導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。單片機誕生于20世紀70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，形成了SoC化趨勢。并行擴展總線：數(shù)據(jù)總線P0口，地址總線P0口（低8位）、

　　

【正文】 IN==0)。 while(FreqIN==1)。 TR0=1。 while(FreqIN==0)。 while(FreqIN==1)。 TR0=0。 ttime=500000/(TH0*256+TL0)。 TH0=TL0=0。 tmp=(int)ttime。 Dynamic_LCD_Print()。} 16 圖 13 頻率測量部分設(shè)計流程圖 頻率計仿真結(jié)果 通過程序調(diào)試，用 Protues 兩種方法均可測得小于 6Mhz 的頻率，以下是用方法一測量 1000Hz 頻率的仿真圖： 產(chǎn)生 50ms 中，進入中斷服務(wù)程序斷服務(wù)程序 計滿 20 次即產(chǎn)生完 1s？ Y N 關(guān)閉 T0， T1 保護數(shù)據(jù) 從置中斷次數(shù) 結(jié)束 取計數(shù)器計數(shù)值，將其轉(zhuǎn)換為int 型 清計數(shù)器值 調(diào)用函數(shù)，將數(shù)據(jù)裝換有效字符串，并將其顯示出來在屏幕上顯示出來 開 T0,T1 進入下一輪測量 方法一流程圖 開始 等待一個負半周期直到遇到高電平，以便于精確測量 等待到遇到低 電平 開啟 TR0 等待到遇到高電平 等待到遇到低電平 關(guān)閉 TR0 取計數(shù)器計數(shù)值，將其運算轉(zhuǎn)行為信號頻率的 int 類型 清計數(shù)器值 調(diào)用函數(shù)，將數(shù)據(jù)裝換有效字符串，并將其顯示出來在屏幕上顯示出來 結(jié)束 方法二流程圖 17 圖 14 頻率計仿真圖 表 2 方法一頻率測量對比表 表 3 方法二頻率測量對比表 18 由對比結(jié)果可以看出， 對于 方法 一 ： A．待測信號的頻率小于 65535Hz。 B．實驗的誤差 2021Hz 時為 %； 10000Hz 時為 % ； 50000~60000Hz時為 %。 對于 方法 二 ： C．在頻率 810000Hz 時測得的值相當(dāng)精確，頻率為奇數(shù)時有 12 的誤差。 D．頻率 810000Hz 范圍 之外 測得值 誤差較大 。 PCB 設(shè)計 打開 Protel 軟件， 在 FileNew 中新建一個名為數(shù)據(jù)庫文件，并將其設(shè)置合適的保存位置；雙擊 Documents 文件夾，再次選擇 FileNew 菜單，打開 New Document 對話框。雙擊其中的 Schematic Document 圖標(biāo)，新建一個分別為 的原理圖文件。 雙擊原理圖子文檔，啟動原理圖編輯器。選擇DesignOptions 菜單，打開 Document Options 對話框。選擇圖紙的規(guī)格，然后單擊 OK；然后就可以按照原理圖繪制了。 原理圖繪制完后， 加上元件的封閉，電氣規(guī)則檢查，沒有錯誤，更新 PCB，自動布線，得到如圖 15 所示的 PCB 圖。 圖 15 頻率計 PCB 設(shè)計圖 19 4 焊接及 系統(tǒng)的測試 依照原理圖焊接電路 頻率計系統(tǒng)電路 ， 串口下載電路如圖 16，圖 17 所示。 圖 16 頻率計系統(tǒng)電路 圖 17 串口下載電路 20 焊接時的注意事項 ， 電解電容有極性，正負極不能接反；布局要合理，防止誤連，短路等。 .漏掉某些或某個芯片引腳，虛焊、相鄰芯片引腳短路，導(dǎo)線短路 時， LCD 不亮，用萬用表依次檢查數(shù)碼管的位選和段選引腳，確定短路的位置。 用設(shè)計的頻率計對信號源進行測量，測量數(shù)據(jù) 與仿真結(jié)果大同小異， 由此可見實驗結(jié)果符合之前的原理分析，驗證成功。 爭對這兩種方法特提出幾點優(yōu)化和改進措施： 方法一可將計數(shù)器 0 更改為中斷擴展數(shù)據(jù)位數(shù)并延長定時時間，數(shù)據(jù)處理后和測量大于 65535Hz 的頻率，但由 T0 中斷不確定性，加大了測量范圍會加大測量誤差 方法二可將硬件待測信號取反接入剩余的外部中斷接口，用于測量待測信號的負半周期，將正半周期和負半周期數(shù)相加即為待測信號的周期。這樣即可測量非 均衡占空比的方波信號。 方法二還可計多次正半周期取平均值，可大大提高精度，但這樣會提高實驗的最低量程 兩算法的對比 ： 方法一誤差均衡，切易于擴大量程，且可測量任意占空比的方波信號，但由于單片機的限制頻率越高誤差將表現(xiàn)更明顯。 方法二在量程內(nèi)誤差比方法一稍小，占用 CPU 資源較小，但量程比方法一小，切不能測量非均衡占空比的頻率信號，超過量程測量結(jié)果完全錯誤。 由此可見方法一較方法二有明顯的優(yōu)勢 。 21 5 總結(jié) 這幾周做單片機的任務(wù)，實現(xiàn)數(shù)字頻率計的設(shè)計。 雖然之前對單片機有一定的了解，但還沒真正深入系統(tǒng)地學(xué)習(xí) 過。這次從內(nèi)部結(jié)構(gòu)，中斷，定時計數(shù)原理各方面對單片機有了更系統(tǒng)更深入全面的了解。之后通過在開發(fā)板上做實驗，對單片機語言，程序下載流程也有了 更清楚的認識。 基于 51 的數(shù)字頻率計的方案在網(wǎng)上有很多參考資料，所以在確定方案之后先完成了在 KEIL 中進行了編繹，調(diào)試。本設(shè)計的硬件電路圖并不復(fù)雜，關(guān)鍵是程序代碼的編寫。由于用到 1602 液晶顯示，所以需要一個 1602 LCD 驅(qū)動程序。在頻率測量部分程序中，一種方案是以 T1 為定時器定時 1S， T0 為計數(shù)器，計數(shù) 1S 內(nèi)輸入信號的脈沖，待測信號的頻率即計數(shù)值。另一種方案是，用 T0 做計數(shù)器，信號輸入口 做外部中斷 INT0，對信號上升沿期間的機器周期進行計數(shù)，測得信號頻率值 f=1/（ 2*t/(12/fsoc)）。兩種方案從測頻范圍和測頻精度來講各有優(yōu)劣，但在 proteus 中仿真結(jié)果都很正確。 在實物焊接中，各芯片的連接很簡單，焊接也并沒遇到太大困難， 重要是 確保引腳間不短路，連接正確， 才能保證調(diào)試的成功。 這只是一個簡單的數(shù)字頻率計，頻率測量范圍有限，精度也有待考究，如要進一步完善，可以加上時基電路來產(chǎn)生需要固定的波形，考慮 555 產(chǎn)生時基方波。 同時為了實現(xiàn)對正弦、三角波的頻率測量，可 以考慮施密特觸發(fā)器組成的脈沖整形電路。還可以加上自動轉(zhuǎn)換量程等擴展功能。 總的來說，這次設(shè)計學(xué)到了很多東西，包括 keil 編譯軟件， proteus 仿真軟件， protel 調(diào)試軟件幾個基本軟件的學(xué)習(xí)，單片機學(xué)習(xí)以及程序的編寫，實物的焊接調(diào)試，至少是完整地完成了一個設(shè)計。同時，也發(fā)現(xiàn)在單片機軟件學(xué)習(xí)和程序設(shè)計方面還很有待加強，需要進一步學(xué)習(xí)。