【正文】 //(6553650000)%256。 //恢復(fù)外部計(jì)數(shù) 1 TR1=1。 //超出范圍 ledM=1。 //分頻 TH1=0xf6。 ledB=1。 } } else if(level==2) { if(regCnt500) //KHz 檔 { level=1。 ledB=1。 //50 分頻 2565 TL1=0xfb。 //不分頻 } else if(regCnt1000) //KHz 檔 { level=1。 if(regCnt999) { pCnt=0。 //更新顯示 fCnt=0。 //總中斷允許 } void main() { intial()。 //定時(shí)器 0，工作方式 1，計(jì)數(shù)器 1，工作方式 2(8 位自動(dòng)重裝 ) //開定時(shí)器 0 中斷 ET0=1。 ledM=1。 d[0]=0。 0)。 } else if(level==2) { d[3]=pCnt/1000。 //帶小數(shù)點(diǎn) sl=0xf7。 27 sl=0xfb。 sl=0xfd。 sl=0xfe。 } else if(level==1) { d[3]=pCnt/1000。 sl=0xf7。 sl=0xfb。 sl=0xfd。 sl=0xfe。 } void disp() { if(level==0) //B 位檔 { d[3]=0。 //脈沖下降沿次數(shù) unsigned int regCnt。 //定時(shí) 1s 計(jì)數(shù) unsigned char d[4]。在不斷發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而解決問題，這是一個(gè)再學(xué)習(xí)的過程，其本身就是對(duì)自己的一次鍛煉，培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考，動(dòng)手解決問題的能力。 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程是對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)歸納總結(jié)和應(yīng)用，也就是把理論知識(shí)用到實(shí)踐之中去。但看到自己的成果時(shí)，所有的艱辛與疲倦都拋到了九霄云外。但是在硬件調(diào)試中，可能是由于 標(biāo)準(zhǔn)元器件本身誤差，如隨著時(shí)間的延長，其值相比出廠時(shí)產(chǎn)生誤差； 造成測(cè)量結(jié)果沒有軟件仿真精確 。用這次設(shè)計(jì)的頻率計(jì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行了測(cè)量， 使用函數(shù)發(fā)生器輸出各種波形，由實(shí)物頻率計(jì)測(cè)得頻率，記錄數(shù)據(jù)。 經(jīng)上述測(cè)試，基本功能都以實(shí)現(xiàn)，可以測(cè)出波形頻率值，并可以自動(dòng)切換量程單位，符合要求。 圖 19 整形電路實(shí)際輸出波形 為了達(dá)到 1Hz1MHz 的頻率范圍，使用外部分頻， 搭建分頻電路，測(cè)試電路基本正確，選擇函數(shù)發(fā)生器輸入 1MHz 以下 不同頻率的的方波信號(hào)，同時(shí)使用數(shù)字示波器測(cè)的輸出波形，經(jīng)觀察分頻電路可以把 1MHz 以下 不同 頻率的方波波形進(jìn)行十分頻，示波器測(cè)得輸入輸出波形如圖 20 所示。 （一）硬件調(diào)試 整形電路采用與非門 74LS00 構(gòu)成施密特觸發(fā)器，它對(duì)正弦波、三角波等各種波形信號(hào)進(jìn)行整形，使之成為矩形脈沖。利用仿真實(shí)驗(yàn)可以做全部的軟件實(shí)驗(yàn)和極大多數(shù)的硬件系統(tǒng)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，因極少硬件投入、所以經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯，不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)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。 （ 4）將 KEIL 生成的 HEX 文 件下載入單片機(jī)中，點(diǎn)擊“開始”進(jìn)行仿真。 這里我將 keil 和 Protues 兩個(gè)軟件的快速 集成起來使用。 19 簡(jiǎn)介 protues是 Labcenter公司出品的電路分析、實(shí)物仿真系統(tǒng)，而 KEIL是目前世界上最好的 51單 片機(jī)匯編和 C語言的集成開發(fā)環(huán)境。這時(shí)工程管理窗口的文件選項(xiàng)卡中子目錄“ Source Group 1”下出現(xiàn)一個(gè)匯編語言源文件。在這個(gè)對(duì)話框的“查找范圍（ I）”下拉列表框中選擇存儲(chǔ)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(shí)存儲(chǔ)的匯編語言源文件將顯示出來。在完成文件的第一次存儲(chǔ)以后，當(dāng)對(duì)匯編語言源文件又進(jìn)行了修改，再次存儲(chǔ)文件則應(yīng)該選擇菜單“ File→ Save”、單擊對(duì)應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵 Ctrl +S 實(shí)現(xiàn)文件的保存。 （ 2）匯編，調(diào)試系統(tǒng)程序 Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個(gè)文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象 [16]。因此介紹如何使用 Keil 和 Proteus 進(jìn)行軟件的仿真。 開 始選 擇 檔 位數(shù) 據(jù) 各 位 分 離送 數(shù) 據(jù) 顯 示延 時(shí)結(jié) 束 圖 15 顯示子程序流程圖 （四 ）量程檔自動(dòng)轉(zhuǎn)換子程序 使用定時(shí)方法實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量時(shí)，外部的待測(cè)信號(hào)通過頻率計(jì)的預(yù)處理電路變成寬度等于待測(cè)信號(hào)周期的方波，該方波同樣加至定時(shí)／計(jì)數(shù)器的輸入腳（ ）。 中 斷 開 始關(guān) 外 部 計(jì) 數(shù) 器中 斷 計(jì) 數(shù) 器 裝 初 值開 外 部 計(jì) 數(shù) 器選 擇 相 應(yīng) 檔 位判 斷 計(jì) 數(shù) 是 否 為 1 s中 斷 返 回Y 圖 13 T0中斷服務(wù)子程序 定時(shí)／ 計(jì)數(shù)器 T1工作在計(jì)數(shù)方式 , 對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) ,計(jì)數(shù)器 1中斷流程圖如圖 14所示。定時(shí)／計(jì)數(shù)器的工作被設(shè)置為定時(shí)器方 式，定時(shí)／計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器清 0，在判斷待測(cè)信號(hào)的上跳沿到來后，運(yùn)行控制位 TR 置為 1，以單片機(jī)工作周期為單位進(jìn)行計(jì)數(shù)，直至信號(hào)的下跳沿到來，運(yùn)行控制位 TR清 0，停止計(jì)數(shù)。 14 開 始系 統(tǒng) 初 始 化頻 率 測(cè) 量頻 率 是 否 超 過 1 K H z硬 件 十 分 頻計(jì) 數(shù) 器 計(jì) 數(shù)測(cè) 頻 率 值測(cè) 量 數(shù) 據(jù)顯 示NY 圖 12 系統(tǒng)軟件流程總圖 首先定時(shí)／計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器清 0，運(yùn)行控制位 TR 置 1，啟動(dòng)對(duì)待測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)。系統(tǒng)軟件流程如圖 12 所示。根據(jù)管腳資料，可以判斷使用的是何種接口類型 .兩種數(shù)碼管內(nèi)部原理如圖 11 所示。 表 5 74151功能表 12 4. 分頻電路 根據(jù)以上分析，采用 74LS161 和 74LS151 設(shè)計(jì)分頻電路如圖 10 所示。 74LS151 有互補(bǔ)輸出端（ Y、 W）， Y輸出原碼，W 輸出反碼 [13]。CET。 74LS161還有一個(gè)進(jìn)位輸出端 CO，其邏輯關(guān)系是 CO= Q0一直到 EP=0， ET＝ 1，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)狀態(tài)結(jié)束。計(jì)數(shù)過程中，首先加入一清零信號(hào) RD＝ 0，使各觸發(fā)器的狀態(tài)為 0，即計(jì)數(shù)器清零。 Q3 74LS161 引腳如圖 8所示。外部輸入在每個(gè)機(jī)器周期被采樣一次，這樣檢測(cè)一次從 1到 0 的跳變至少需要 2 個(gè) 機(jī)器周期（ 24 個(gè)振蕩周期），所以最大計(jì)數(shù)速率為時(shí)鐘頻率的 1／ 24（使用 12 MHz 時(shí)鐘時(shí)，最大計(jì)數(shù)速率為 500 kHz），因此采用 74LS161 進(jìn)行外部十分頻使測(cè)頻范圍達(dá)到 2MHz。 1. 分頻電路分析 本頻率計(jì)的設(shè)計(jì)以 AT89C51 單片機(jī)為核心，利用他內(nèi)部的定時(shí)／計(jì) 數(shù)器完成待測(cè)信號(hào)周期／頻率的測(cè)量。與非門 74LS00 構(gòu)成施密特觸發(fā)器，它對(duì)放大器的輸出波形信號(hào)進(jìn)行整形，使之成為矩 形脈沖。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度較大時(shí)，通過輸入衰減電路將電壓幅度降低。 表 3 單片機(jī)端口分配表 模 塊 端口 功能 清零 分頻 （二）放大整形模塊 由于輸入 的信號(hào)可以是正弦波、三角波以及方波。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。 綜合以上頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有單片機(jī)控制模塊、放大整形模塊、分頻模塊及顯示模塊等組成，頻率計(jì)的總體設(shè)計(jì)框圖如圖 2 所示。 分頻模塊：考慮單片機(jī)外部計(jì)數(shù)， 使用 12 MHz 時(shí)鐘時(shí)，最大計(jì)數(shù)速率為 500 kHz，因此需要外部分頻。利用其內(nèi)部的定時(shí)／計(jì)數(shù)器完成待測(cè)信號(hào)周期／頻率的測(cè)量。 本文介紹了一種基于 單片機(jī) AT89C52 制作的頻率計(jì)的設(shè)計(jì)方法 ,所制作的頻率計(jì)測(cè)量比較高的頻率采用外部十分頻，測(cè)量較低頻率值時(shí)采用單片機(jī)直接計(jì)數(shù)，不進(jìn)行外部分頻。由于數(shù)字測(cè)量的離散性，被測(cè)頻率在計(jì)數(shù)器中所記進(jìn)的脈沖數(shù) 可有正一個(gè)或負(fù)一個(gè)脈沖的 1?量化誤差，在不計(jì)其他誤差影響的情況下，測(cè)量精度將為： 1()fA N? ? 應(yīng)當(dāng)指出，測(cè)量頻率時(shí)所產(chǎn)生的誤差是由 N 和 T 倆個(gè)參數(shù)所決定的，一方面是單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)越多時(shí)，精度越高，另一方面 T 越穩(wěn)定時(shí)，精度越高。本頻率計(jì)要求測(cè)頻誤差在 1‰以下，則 N 應(yīng)大于 1000。這個(gè)誤差是比較大的，實(shí)際上，測(cè)量的脈沖個(gè)數(shù)的誤差會(huì)在177。由晶體振蕩器產(chǎn)生的基頻，按十進(jìn)制分頻得出的分頻脈沖，經(jīng)過基選通門去觸發(fā)主控電路，再通過主控電路以適當(dāng)?shù)木幋a邏輯便得到相應(yīng)的控制指令，用以控制主門電路選通被測(cè)信號(hào)所產(chǎn) 4 生的矩形波，至十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路進(jìn)行直接計(jì)數(shù)和顯示。 ⑥ 自行設(shè)計(jì) 并制作滿足本設(shè)計(jì)任務(wù)要求的穩(wěn)壓電源。 其中以 AT89C52 為內(nèi)核的單片機(jī)系列目前在世界上生產(chǎn)量最大，派生產(chǎn)品最多，基本可以滿足大多數(shù)用戶的需要。 （二）頻率計(jì)發(fā)展與應(yīng)用 在我國，單片機(jī)已不是一個(gè)陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)的里程碑事件。它的基本功能是測(cè)量正弦信號(hào)、方波信號(hào)及其他各種單位時(shí)間內(nèi)變化的物理量。由于頻率信號(hào)抗干擾性強(qiáng)，易于傳輸，因此可以獲得較高的測(cè)量精度。以 AT89C52 單片機(jī)為核心，通過單片機(jī)內(nèi)部定時(shí) /計(jì)數(shù)器的門控時(shí)間，方便對(duì)頻率計(jì)的測(cè)量。頻率計(jì)主要是由信號(hào)輸入和放大電路、單片機(jī)模塊、分頻模塊及顯示電路模塊組成。 AT89C52 單片機(jī)是頻率計(jì)的控制核心，來完成它待測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)，譯碼，顯示以及對(duì)分頻比的控制。其待測(cè)頻率值使用四位共陰極數(shù)碼管顯示，并可以自動(dòng)切換量程，單位分別由 3個(gè)發(fā)光二極管指示。隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展， 頻率測(cè)量成為一項(xiàng)越來越普遍的工作，測(cè)頻原理和測(cè)頻方法的研究正受到越來越多的關(guān)注。 在進(jìn)行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試過程中， 由于其使用十進(jìn)制數(shù)顯示，測(cè)量迅速，精確度高，顯示直觀， 經(jīng)常要用到頻率計(jì)。單片機(jī)作為最為典型的嵌入式系統(tǒng)，它的成功應(yīng)用推動(dòng)了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。 （三）頻率計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的簡(jiǎn)易頻率計(jì)。 3．發(fā)揮部分 （ 1）擴(kuò)展頻率測(cè)量范圍為 ～ 10MHz（信號(hào)幅度 ～ 5V），測(cè)量誤差降低為 %（最大閘門時(shí)間≤ 10s）。若在一定的時(shí)間間隔 T 內(nèi)累計(jì)周期性的重復(fù)變化次數(shù) N，則頻率的表達(dá)式為式： Nfx=T 圖 1 說明了測(cè)頻的原理及誤差產(chǎn)生的原因。 1之間。通過計(jì)算，對(duì) 1KHZ 以下的信號(hào)用測(cè)頻法，反應(yīng)的時(shí)間長于或等