【導(dǎo)讀】用一個定時計數(shù)器做定時中斷，定時1s，另一定時計數(shù)器僅做計數(shù)器使用，是1s內(nèi)待測信號的下跳沿次數(shù)即待測信號的頻率。量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此頻率的測量就顯得更為重要。實現(xiàn)測量過程自動化等優(yōu)點，是頻率測量的重要手段之一。AT89S52單片機是頻率計的控制核心，來完成它待測信號的計數(shù)，譯碼，顯示以及對分頻比的控制。以AT89C51單片機為核心，通過單片。機內(nèi)部定時/計數(shù)器的門控時間，方便對頻率計的測量。共陽極數(shù)碼管顯示，并可以自動切換量程，單位分別由紅、黃、綠3個LED指示?？?，體積小等優(yōu)點。

　　

【正文】 位定時器 /計數(shù)器。在方式 2 時，計數(shù)器的計數(shù)值由下式確定： N=256X，計數(shù)范圍為 1～ 256。 定時器的定時時間由下式確定： T=N Tcy =(256X)Tcy，如果振蕩頻率為12MHZ，則 Tcy=1us,定時范圍為 1～ 256 us. 當(dāng) M1M0=11 時，定時器 /計數(shù)器設(shè)定為工作方式 3。方式 3只適用于定時器 /計數(shù)器 T0。當(dāng) T0 工作在方式 3 時， TH0 和 TL0 被分成兩個獨立的 8位計數(shù)器。方式 3下定時 器 /計數(shù)器的定時、計數(shù)的范圍和定時、計數(shù)值的確定同方式 2。 在試驗中需將 T0 設(shè)置為定時方式 ,將 T1 設(shè)置為計數(shù)方式 。定時器 T0 定時第 四 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 第 9 頁 50ms,即 50000us,需選用工作方式 1,即 M1M0=01,因此 ,在編制程序時 ,將 TMOD 的高四位設(shè)為 0101,低四位設(shè)為 0001。 定時器 /計數(shù)器開啟 /關(guān)閉的設(shè)置 定時器 /計數(shù)器的開啟和關(guān)閉可通過控制寄存器 TCON 來設(shè)置 , TCON 的位定義如表 44所示。 表 44 TCON 的位定義 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TR1 TF0 TRO IE1 IT1 IE0 IT0 TF0（ TF1）： T0（ T1）定時器 /計數(shù)器溢出中斷標(biāo)志位。當(dāng) T0（ T1）計數(shù)溢出時，由硬件置位，并在允許中斷的情況下，向 CPU 發(fā)出中斷請求信號， CPU 響應(yīng)中斷轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時，由硬件自動將該位清零。 TR0（ TR1）： T0（ T1）運行控制位。當(dāng) TR0（ TR1）＝ 1時啟動 T0（ T1）； TR0（ TR1）＝ 0時關(guān)閉 T0（ T1）。該位由軟件進行設(shè)置。 TCON 的低四位與外部中斷有關(guān)。 編寫程序時 ,若需啟動 T0（ T1） ,通過指令 SETB TR0 或 SETB TR1 將 TR0（ TR1）設(shè)為 1,需關(guān)閉 T0（ T1） ,通過指令 CLR TR0 或 CLR TR1 將 TR0（ TR1）設(shè)為 0。 應(yīng)用軟件介紹 此設(shè)計需要在 Keil軟件平臺上完成程序的調(diào)試 ,在 Proteus軟件平臺上完成仿真顯示。因此介紹如何使用 Keil 和 Proteus 進行軟件的仿真。 Keil 簡介 Keil 軟件是目前最流行開發(fā)系列單片機的軟件， Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。而 Proteus 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機 CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實驗，從某第 四 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 第 10 頁 種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 （ 1）建立工程文件 點擊“ ProjectNew project”菜單，出現(xiàn)一個對話框，要求給將要建立的工程起一個名字，你可以在編緝框中輸入一個名字 ,點擊“保存”按 鈕，出現(xiàn)第二個對話框，按要求選擇目標(biāo)器件片。建立新文件并增加到組。分別設(shè)置“ target1”中的“ Target,output,debug”各項，使程序匯編后產(chǎn)生 HEX 文件。 （ 2）匯編，調(diào)試系統(tǒng)程序 Keil 單片機模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。在集成開發(fā)環(huán)境中選擇菜單“ File → New...”、單擊對應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵 Ctrl +N 將打開一個新的文本編輯窗口，完成匯編語言源文件的輸入，并且完成源程序向當(dāng)前工程的添加。 然后在集成開發(fā)環(huán)境中選擇菜單“ File→ Save As...”可以完成文件的第一次存儲。注意，匯編語言源文件的擴展名應(yīng)該是“ ASM”，它應(yīng)該與工程文件存儲在同一文件夾之內(nèi)。在完成文件的第一次存儲以后，當(dāng)對匯編語言源文件又進行了修改，再次存儲文件則應(yīng)該選擇菜單“ File→ Save”、單擊對應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵 Ctrl +S 實現(xiàn)文件的保存。 接著的工作需要把匯編語言源文件加入工程之中。選擇工程管理器窗口的子目“ Source Group 1”，再單擊鼠標(biāo)右鍵打開快捷菜單。在快捷菜單中選擇“ Add File to Group ‘ Source Group 1’”，加入文件對話框被打開。在這個對話框的“查找范圍（ I）”下拉列表框中選擇存儲匯編語言源文件的文件夾，在“文件類型（ T）” 下拉列表框選擇“ Asm Source file（ *.a*； *.src）”，這時存儲的匯編語言源文件將顯示出來。雙擊要加入的文件名或者選擇要加入的文件名再單擊“ Add”按鈕即可完成把匯編語言源文件加入工程。文件加入以后，加入文件對話框并不消失，更多的文件也可以利用它加入工程。如果不需要加入其它文件，單擊“ Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對話框。這時工程管理窗口的文件選項卡中子目錄“ Source Group 1”下出現(xiàn)一個匯編語言源文件。 需要注意，當(dāng)把匯編語言源文件加入工程但還沒有關(guān)閉加入文件對話框，這時有可能被誤認為文件沒有成功地加入工程而再次進行加入操作，系統(tǒng)將顯示所需的文件已經(jīng)加入的提示。在這種情況下，單擊提示框中的“確定”按鈕，再單擊“ Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對話框。 （ 3） 編譯源程序，出現(xiàn)錯誤時，返回上一級對錯誤更改后重新編譯，直到?jīng)]有錯誤為止。 第 四 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 第 11 頁 protues 簡介 protues 是 Labcenter 公司出品的電路分析、實物仿真系統(tǒng)，而 KEIL 是目 前世界上最好的 51單片機匯編和 C語言的集成開發(fā)環(huán)境。他支持匯編和 C的混合編程，同時具備強大的軟件仿真和硬件仿真功能 [17]。 Protues 能夠很方便的和 KEIL、 Matlab IDE 等編譯模擬軟件結(jié)合。 Proteus 提供了大量的元件庫有RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件，它可以仿真單片機和周邊設(shè)備，可以仿真 51 系列、 AVR， PIC 等常用的 MCU，與 keil和 MPLAB 不同的是它還提供了周邊設(shè)備的仿真，只要給出電路圖就可以仿真。 這里我將 keil 和 Protues 兩個軟件的快速集成起來使用。 （ 1）首 先將 keil 和 Protues 兩個軟件安裝好。 （ 2 ） 然后在 C ： \Program Files\Labcenter Eletronics\Protues 6 Professional\MODELS(我的 Protues 是安裝 C 盤里面的 )目錄下的 動態(tài)連接庫文件復(fù)制到 C:KEIL\C51\BIN 目錄下面（我的 keil 也安裝在 C 盤）這個文件將在 keil 的 debug 設(shè)置時用到。 （ 3） 打開 protues 軟件，新建一文件將硬件原理圖繪入圖中。 （ 4） 將 KEIL 生成的 HEX 文件下載入單片機中，點擊“開始”進行仿真。 （ 5） 在 keil 中進行 debug，同時在 proteus 中查看直觀的結(jié)果（如 LCD顯示 ??）。這樣就可以像使用仿真器一樣調(diào)試程序。利用 Proteus 與 Keil 整合進行實驗，具有比較明顯的優(yōu)勢，當(dāng)然其存在的缺點也是有的。利用仿真實驗可以做全部的軟件實驗和極大多數(shù)的硬件系統(tǒng)，虛擬仿真實驗室，因極少硬件投入、所以經(jīng)濟優(yōu)勢明顯，不僅可以彌補實驗儀器和元器件缺乏帶來的不足，而且排除了原材料消耗和儀器損壞等因素。 第五章 程序的編譯、仿真 第 4 頁 第 五 章 程序的編譯、仿真 頻率計的軟件調(diào)試就是通過修改程序，使頻率計功能完善，提高頻率計的測量精度。使用軟件仿真，調(diào)試仿真結(jié)果，同時使用數(shù)字萬用表和示波器測試輸出電壓值和輸出波形，調(diào)試出正確的軟硬件電路。 單片機開發(fā)環(huán)境的介紹 單片機的開發(fā)需要一定的軟件及硬件支持 ,硬件包括仿真器 ,計算機 ,編程器 ,目標(biāo)板等 ,軟件包括編譯器 ,調(diào)試軟件等 .單片機只能運行二進制代碼 ,因此不管采用 C語言還是匯編語言，都要有一個把它編譯成二進制碼的過程，這個需要專門的軟件去完成，即編譯軟件。編譯人員把所編好的程序文件通過編譯軟件進行編譯，生成特定格式的 二 進制文件，并把其寫入單片機中，再把單片機接入所設(shè)計的硬件系統(tǒng)就 可以運行程序了。 本次課程設(shè)計用到的是由德國 KEIL 公司開發(fā)的 uv2 集成單片機軟件開發(fā)平臺，包括編譯器，調(diào)試軟件，項目管理軟件等它與單片機仿真器及 KEIL 編譯器組成完整的單片機開發(fā)平臺。 在 Keil環(huán)境下的程序編寫 建立一個新工程 單擊 Project 菜單，選中 New Project 選項，然后選擇你要保存的路徑 ,輸入工程文件的名字 ,然后點擊保存 .保存新工程的界面圖如圖 51所示。 圖 51 保存新工程的界面 圖 第五章 程序的編譯、仿真 第 5 頁 完成上述步驟后會出現(xiàn)一對話框，選擇需要的單片機型號如圖 52所示，然后點擊確定。 圖 52 選擇單片機型號 建立一個新的文件 單擊“ File”菜單， 在菜單中單擊“ New”選項，此時光標(biāo)在編輯窗口 閃爍，這時 進入應(yīng)用程序，但應(yīng)首先保存空白的文件，單擊 “ File”， 選中“ Save As”選項單擊，屏幕如下圖所示，在“文件名”欄 右側(cè)的編輯框中，鍵入欲使用的文件名，同時，必須鍵入正確的擴展名 ，然后單擊“保存”按扭。如圖 53 所示 : 圖 53 保存程序文件圖 第五章 程序的編譯、仿真 第 6 頁 回 到編輯界面后，單擊“ Target 1”前面的“＋”號，然后在“ Source Group 1”上擊右鍵，添加文件的界面圖如圖 54所示 ； 然后單擊“ Add File to Group ‘ Source Group 1’”， 選中要添加的文件，然后單擊“ Add ” 圖 54 添加程序文件界面圖 Pouteus 軟件調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，進行 Keil 和 Proteus 系統(tǒng)仿真，不斷調(diào)試程序，直到符合功能要求。 程序編譯 輸入源程序，進行編譯、仿真 。 輸入源程序后，單擊“ project” 按鈕下的“ Build project, translate” 按鈕，程序無錯誤時界面圖如圖 55所示。 圖 55 程序無錯誤時的界面圖 第五章 程序的編譯、仿真 第 7 頁 然后 單擊“ Project”菜單，再在下拉菜單中單擊＂ options for target＇target1＇ ,出現(xiàn)選擇晶振頻率的界面圖如圖 56所示。 圖 56 選擇晶振頻率的界面圖 把晶振頻率改為 ，且選中“ Use Onchip ROM” ,然后單擊“ output選項，出現(xiàn)可選擇生成 HEX 文件的界面圖如圖 57 所示： 圖 57 選擇生成 HEX 文件的界面圖 第五章 程序的編譯、仿真 第 8 頁 單擊圖 57中的“ Create HEX File” 選項，然后選擇圖 58所示 Rebuild all target files 選項 ,使程序編譯后產(chǎn)生 HEX 代碼。 圖 58 生成 hex 文件 程序仿真 在 PROTEUS 環(huán)境下的仿真結(jié)果 ,如圖 59所示 : 圖 59 PROTEUS 環(huán)境下的仿真圖 第五章 程序的編譯、仿真 第 9 頁 功能調(diào)試 當(dāng)測量頻率值小于 1KHz 以下時，數(shù)碼管顯示頻率值，并紅色 LED 燈亮，作為 Hz 檔單位指示。例如輸入信號 123Hz，仿真顯示如圖 510 所示。 圖 510 HZ 檔頻率仿真 當(dāng)測量頻率值大于且等于 1KHz 并小于 1MHz 時，數(shù)碼管顯示頻率值，并黃色LED 燈亮，作為 KHz 檔單位指示。例如輸入信號 456KHz，仿真顯示如圖 511所示。 圖 511 KHZ 檔頻率仿真 當(dāng)測量頻率值大于 1MHz 時，數(shù)碼管顯示頻率值，并綠色 LED 燈亮，作為 MHz檔單位指示。例如輸入信號 ，仿真顯示如圖 512所示。 圖 512 MHZ 檔頻率仿真 經(jīng)上述測試，基本功能都以實 現(xiàn)，可以測出波形頻率值，