【正文】 } void enterFre() interrupt 3 //外部頻率輸入 { fCnt++。 } TH0=0x3c。 //全滅 ledK=1。 //100 分頻 25610 TL1=0xf6。 } else if(regCnt5000) { level=2。 tN=1。 } else { level=2。 //2565 pCnt=regCnt*10。 tN=1。 //顯示清零 } } else if(level==1) { if(regCnt1) { level=0。 //頻率計數(shù)清零 clear=0。 while(1) 26 { disp()。 //定時器 0 允許 TR1=1。 //顯示 Hz 檔 ledK=1。 } } void intial() { clear=1。 } else { d[3]=0。 d[2]=(pCnt%1000)/100。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。 d[2]=(pCnt%1000)/100。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。Delay(1)。 d[2]=pCnt/100。 //脈沖次數(shù)暫存 unsigned int pCnt。 //對應數(shù)碼管的各位 unsigned char level。我個人認為軟件設計是個即靈活又細膩的工作，它要求耐心和細心去不斷 完善，同時還需要有良好的邏輯思維能力。再次，在精神方面鍛煉了思想、磨練了意志。 畢業(yè)設計是一次綜合性的實踐，它將各種知識結合到一起綜合運用到實踐上來擴展、彌補、串聯(lián)所學的知識。 表 9： HZ檔的數(shù)據記錄表 待測值（ Hz） 測量值（ Hz） 10 29 269 325 491 678 979 表 10： KHZ檔的數(shù)據記錄表 待測值（ KHz） 測量值（ KHz） 表 11： MHZ檔的數(shù)據記錄表 待測信（ MHz） 測量值（ MHz） 測不出 誤差分析 從記錄的數(shù)據可以看出，系統(tǒng)軟件仿真誤差很小，在 10Hz2MHz 范圍內測量出來的頻率基本上就是輸入信號的頻率，在超出這個范圍后，才出現(xiàn)很小的誤差。 圖 33 頻率計實物圖 為了衡量這次設計的頻率計的工作情況和測量精度，我們對系統(tǒng)進行了調試。由單片機內部定時器／計數(shù)器構成基本測量電路，外加整形和分頻電路，由系統(tǒng)軟件設計可以測出 1HZ5MHZ 的量程范圍，可以實現(xiàn)量程檔的自動轉換，使用的動態(tài)顯示測量時會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，但顯示數(shù)值準確，穩(wěn)定時顯示不閃爍。 22 圖 31 KHZ檔頻率仿真 當測量頻率值大于 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。 圖 29 頻率計整體仿真圖 功能調試 當測量頻率值小于 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。工作高電平是否加至定時／計數(shù)器的輸入腳；當判定高電平加至定時／計數(shù)器的輸入腳，運行控制位 TR 置 1，啟動定時／計數(shù)器對單片機的機器周期的計數(shù)，同時檢測方波高電平是否結束；當判定高電平結束時 TR 清 0，停止計數(shù)，然后從計數(shù)寄 存器讀出測量數(shù)據。 19 中 斷 開 始中 斷 開 始計 數(shù) 器 加 1 圖 21 計數(shù)器 1中斷服務子程序 顯示子程序 顯示子程序將存放在顯示緩沖區(qū)的頻率或周期值送往數(shù)碼管上顯示出來 ,由于所有 4 位數(shù)碼管的 8 根段選線并聯(lián)在一起由單片機的 P2口 控制 ,因此 ,在每一瞬間 4 位數(shù)碼管會顯示相同的字符 ,要想每位顯示不同的字符就必須采用掃描方法輪流點亮各位數(shù)碼管 ,即在每一瞬間只點亮某一位顯示字符 ,在此瞬間 ,段選控制口 P2輸出相應字符。 16位定時／計數(shù)器的最高計數(shù)值為 65535，當待測信號的頻率較低時，定時／計數(shù)器可以對被測信號直接計數(shù)，當被測信號的頻率較高時，先由硬件十分頻后再有定時／計數(shù)器對被測信號計數(shù)，加大測量的精度和范圍。計數(shù)閘門由軟件延時程序實現(xiàn)，從計數(shù)閘門的最小值（即測量頻率的高量程）開始測量，計數(shù)閘門結束時 TR清 0，停止計數(shù)。 頻率計開始工作或者完成一次頻率測量，系統(tǒng)軟件都進行測量初始化。 D7REDD9GREEND8YELLOW220R25220R26220R275VLED1LED2LED3 圖 18 LED檔位指示電路 17 第四章 系統(tǒng)的軟件設計 系統(tǒng)軟件設計主要采用模塊化設計，敘述了各個模塊的程序流程圖，并介紹了軟件 Keil和 Proteus 的使用方法和調試仿真。因此加入三極管 8550 進行驅動數(shù)碼管。 圖 16 兩種數(shù)碼管內部原理圖 LED 數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管類似，只是正向壓降較大，正向電阻也較大。頻率值顯示電路采用四位共陽極數(shù)碼管動態(tài)顯示頻率計被測數(shù)值，使用三極管 8550進行驅動，使數(shù)碼管亮度變亮，便于觀察測量。 圖 13 74151管腳圖 74LS151 的功能如下表 所示。 74LS151 芯片介紹 數(shù)據選擇端（ ABC）按二進制譯碼，以從 8 個數(shù)據（ D0D7）中選取 1 個所需的數(shù)據。Q2當 CR=“1” 且 LD=“0” 時，在 CP 信號上升沿作 13 用后， 74LS161 輸出端 Q Q Q Q0 的狀態(tài)分別與并行數(shù)據輸入端 D3， D2， D1， D0 的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功 能。在這個置數(shù)信號和時鐘脈沖上升的共同作用下，各觸發(fā)器的輸出狀態(tài)與預置的輸入數(shù)據相同，這就是預置操作。表 4為 74161 的功能表。Q1這兩種情況使用 74LS151 進行通道選擇，由單片機先簡單測得被測信號是高頻信號還是低頻信號，然后根據信號頻率值的高低進行通道的相應導通，繼而測得相應頻率值。在定時器工作方式下，在被測時間間隔內，每來一個機器周期，計數(shù)器自動加 1（使用 12 MHz 時鐘時，每 1μs 加 1），這樣以機器周期為基準可以用來測量時間間隔。 11 5VQ103DG1001KR2410R2247KR2010KR1939KR23111213U7D74LS00123U15A74LS00564U15B74LS0047uFC17100uFC1847KR21D6F1Vx 圖 11 放大整形電路 分頻設計模塊 分頻電路用于擴展單片機頻率測量范圍，并實現(xiàn)單片機頻率和周期測量使用統(tǒng)一信號，可使單片機測頻更易于實現(xiàn)，而且也降低了系統(tǒng)的測頻誤差 。 根據上述分析，放大電路放大整形電路采用高頻晶體管 3DG100 與 74LS00 等組成。在整形之前由于不清楚被測信號的強弱的情況。 LM78XX 系列三端穩(wěn)壓 IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少 [9]，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜 ，因此 使用 LM7805 穩(wěn)壓芯片進行 5V的電源電路設計 。它一般適用于負載電流變化較小的場合。 （ 3）濾波電路：各濾波電路 C滿足 RLC=（ 3~5） T/2，式中 T為輸入交流信號周期， RL為整流濾波電路的等效負載電阻。變壓器副邊與原邊的功率比為 P2/P1=n，式中 n是變壓器的效率。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。看門狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。 P3 口亦作為 AT89C51特殊功能（第二功能）使用， P3口功能如表 2所示。在 flash 編程和校驗時， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2的外部計數(shù)輸入和定時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入， P1口功能具體如表1 所示。程序校驗時，需要外部上拉電阻 [7]。對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。并聯(lián) 2個 30pF陶瓷電容幫助起振。 高頻率的時鐘有利于程序更快的運行，也有可以實現(xiàn)更高的信號采樣率，從而實現(xiàn)更多的功能 [6]。 復位電路及時鐘電路 復位電路和時鐘電路是維持單片機最小系統(tǒng)運行的基本模塊。可以在 4V到 寬電壓范圍內正常工作。與此同時，世界上其他的著名公司也通過基本的 51 內核，結合公司自身技 術進行改進生產，推廣一批如 51F020 等高性能單片機。 顯示模塊： 顯示電路采用四位共陽極數(shù)碼管動態(tài)顯示，為了加大數(shù)碼管的亮度，使用4 個 PNP 三極管進行驅動，便于觀測。整形電路是對一些不是方波的待測信號轉化成方波信號，便于測量。單片機 AT89S52 內部具有 2個 16位定時／計數(shù)器，定時／計數(shù)器的工作可以由編程來實現(xiàn)定時、計數(shù) 和產生計數(shù)溢出時中斷要求的功能。該頻率計實現(xiàn) 10HZ~2MHZ 的 頻率測量 ,而且可以實現(xiàn)量程自動切換功能，四位共陽極動態(tài)顯示測量結果，可以測量正弦波、三角波及方波等各種波形的頻率值。為了增加單位時間內計數(shù)脈沖的個數(shù)，一 方面可在輸入端將被測信號倍頻，另一方面可增加 T 來滿足，為了增加T 的穩(wěn)定度，只需提高晶體振蕩器的穩(wěn)定度和分頻電路的可靠性就能達到。通過計算，對 1KHZ 以下的信號用測頻法，反應的時間長于或等于 10S。 1之間。若在一定的時間間隔 T 內累計周期性的重復變化次數(shù) N，則頻率的表 達式為式： Nfx=T （ 1） 圖 1 說明了測頻的原理及誤差產生的原因。 利用電源、單片機、分頻電路及數(shù)碼管顯示等模塊，設計一個簡易的頻率計能夠粗略的測量出被測信號的頻率。單片機作為最為典型的嵌入式系統(tǒng)，它的成功應用推動了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。 在進行模擬、數(shù)字電路的設計、安裝、調試過程中， 由于其使用十進制數(shù)顯示，測量迅 速，精確度高，顯示直觀， 經常要用到頻率計。隨著數(shù)字電子技術的發(fā)展，頻率測量成為一項越來越普遍的工作，測頻原理和測頻方法的研究正受到越來越多的關注。 致 謝 ...............................................................