【正文】 同時也感謝我的同學(xué)們，不僅在論文一些細(xì)節(jié)問題上給我?guī)椭?，在精神上給我莫大的支持。同時相信，如若連成實(shí)際電路，則能克服外中斷捕捉不到實(shí)時邊沿觸發(fā)信號的缺點(diǎn)，能大大提高此頻率計的精度。可能的原因還是外中斷不能捕捉到實(shí)時邊沿觸發(fā)信號。其流程圖如下：MAX7219驅(qū)動每個LED顯示該字符測得頻率值顯示初始化取每個LED應(yīng)該顯示的字符 仿真結(jié)果當(dāng)輸入為4Hz時，此時用的是直接測頻法，仿真結(jié)果如下：圖13 當(dāng)輸入頻率為4Hz時的仿真結(jié)果圖當(dāng)輸入頻率為20Hz時，F(xiàn)代表多周期法測得頻率，P表示直接測頻測得的頻率。本文采用MAX7219芯片，專門用來驅(qū)動八位LED顯示的串行接口。 t=0。實(shí)現(xiàn)如下：void INT_X1() interrupt 2//外中斷1中斷服務(wù)程序{ IE=0。//關(guān)閉定時器 IE=0。//開始計時 ET0=1。若STEP=2則進(jìn)行測周法。 t0_enable=1。 //禁止中斷 tmp=TH1*256+TL1。 if(times==20amp。1) 定時器0中斷服務(wù)程序：直接測頻法時的程序，每50ms中斷一次，當(dāng)中斷20次即定時1秒時，若STEP=0（代表直接測頻）則執(zhí)行中斷中程序，禁止計數(shù)，禁止中斷，此時取出計數(shù)器T1中的計數(shù)的數(shù)值，然后將T1的高位低位清零，為下一次計數(shù)做準(zhǔn)備。中斷服務(wù)程序：使用MCS51的中斷，要為使用到的中斷源編寫中斷服務(wù)程序。ET1：定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷允許位。中斷允許寄存器IEMCS51的CPU對中斷源的開放或屏蔽，即每一個中斷源是否被允許中斷，是由內(nèi)部的中斷允許寄存器IE（IE為特殊功能寄存器）控制的，其格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0EA　　ESET1EX1ET0EX0EA：CPU的 開放標(biāo)志。IIT0：外部中斷源0觸發(fā)方式控制位。//禁止T0中斷 flag=0。 P10=1。 ex1_enable=0。 TL0=(6553650000)%256。具體實(shí)現(xiàn)如下：void start2()//測周初始化{ IE=0。P13=0。ex1_enable=0。TH1=TL1=0。//不開啟定時器TMOD=0xD9。P17為0，不啟動T0和T1。times=0。//測頻狀態(tài)t0_enable=0。//定時常數(shù)50msTH1=TL1=0。//不允許中斷TR0=TR1=0。C/T=1為外部事件計數(shù)器方式。MCS51有兩個十六位定時/計數(shù)器T0、T1，可以用作定時器或外部事件計數(shù)器，并有四種工作方式。此為了凸顯多周期測頻的優(yōu)越性，先顯示直接測頻的數(shù)值，延時1秒，進(jìn)入多周期測量程序中。初始化之后，若按下測量按鈕，T1計數(shù)器開啟，同時在主程序中開啟總中斷，此中斷為定時器0中斷，主要是每隔50ms中斷一次，當(dāng)中斷20次即一秒時，進(jìn)入中斷中的子程序，禁止T1的計數(shù)，禁止中斷，讀出計數(shù)的數(shù)值，然后將計數(shù)器的高位低位清零，為下一次計數(shù)做準(zhǔn)備。根據(jù)不同頻率段的頻率，自行運(yùn)用最合適的測量方法。此表列出了每個數(shù)字對應(yīng)的段位碼圖11 MAX7219數(shù)字對應(yīng)的段位碼從單片機(jī)引出三根線，連接MAX7219的DIN、LOAD、CLK口，通過軟件的控制實(shí)現(xiàn)電路的顯示。顯示測試寄存器（XFH） 用于設(shè)置LED是測試狀態(tài)還是正常工作狀態(tài)，當(dāng)測試狀態(tài)時（最低位 D0=1）各位顯示全亮，正常工作狀態(tài)(D0=0)。當(dāng)選擇不譯碼時，8個數(shù)據(jù)為分別一一對應(yīng)7個段和小數(shù)點(diǎn)位；B譯碼方式是BCD譯碼，直接送數(shù)據(jù)就可以顯示。它的操作很簡單，MCU只需通過模擬SPI三線接口就可以將相關(guān)的指令寫入MAX7219的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器，同時它還允許用戶選擇多種譯碼方式和譯碼位。 顯示電路顯示電路采用MAX7219芯片實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼顯示，相比與傳統(tǒng)的顯示驅(qū)動電路。計算外部頻率。T1為外部時鐘，初值為0。具體實(shí)現(xiàn)如下：外部中斷0開啟，模擬開關(guān)0接通，由P17開始啟動，中斷開始計數(shù)，然后中斷結(jié)束計數(shù)結(jié)束，計算。低電平有效。圖7 時鐘電路圖 控制電路 主要用到邊沿D觸發(fā)器和雙四選一選擇器74LS153. 圖8 邊沿D觸發(fā)器的示意圖邊沿D觸發(fā)器的工作原理：=0期間，觸發(fā)器輸出狀態(tài)保持不變。XTAL1為芯片內(nèi)部振蕩電路輸入端，XTAL2為芯片內(nèi)部振蕩電路輸出端。 復(fù)位電路 初始化需要復(fù)位電路，當(dāng)單片機(jī)開始運(yùn)行時，當(dāng)系統(tǒng)工作過程中會出現(xiàn)故障無法正常工作時，都需要復(fù)位信號使系統(tǒng)重新開始工作。當(dāng)使用外振蕩器時，接收外振蕩器信號。當(dāng)為低電平時，CPU 只執(zhí)行片外程序存儲器指令。本文主要用到P 、。P1口：P1口是一個標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)雙向口，往往作通用的I/O口使用。外部擴(kuò)展存儲器時,當(dāng)做數(shù)據(jù)總線。圖4 C51單片機(jī)內(nèi)部圖 單片機(jī)管腳MCS51單片機(jī)是一個具有40根引腳的雙列直插式器件，4個并行口共有32根引腳，可分別用作地址線，數(shù)據(jù)線和I/O線，另外還有6根控制信號線，兩根電源線。21個特殊功能寄存器，32根I/O線，可尋址各64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)、程序存儲器空間。只與標(biāo)準(zhǔn)信號和計數(shù)時間有關(guān)系，與被測信號無關(guān)，測量精度大大提高?？梢钥闯? 實(shí)際閘門與參考閘門并不嚴(yán)格相等, 但最大差值不超過被測信號的一個周期。 TxN Fz 圖2 周期法測頻原理圖 多周期法測頻標(biāo)準(zhǔn)頻率信號不是用來填充待測信號的周期, 而是與待測信號分別輸入到兩個計數(shù)器進(jìn)行同步計數(shù)。誤差分析：δ2=dfxfx=?NN=177。此法在被測信號頻率較低時，引起的誤差比較大，而頻率很高時，誤差較小。 誤差分析：δ1=dfxfx=?NN=177。最后電路能實(shí)現(xiàn)頻率從1Hz到32000Hz頻率的測量，當(dāng)頻率在中頻（10500Hz）時會使用多周期和測頻法輪流顯示的方式，為了比較二者的測量準(zhǔn)確度的差異。 智能頻率計設(shè)計內(nèi)容利用單片機(jī)，D觸發(fā)器，數(shù)據(jù)選擇器，MAX7219顯示驅(qū)動，LED顯示等，加上控制程序，實(shí)現(xiàn)頻率的測量。隨著微控制芯片在數(shù)字儀器中的大量使用，使得智能儀器是數(shù)字儀器發(fā)展的主要方向之一。智能頻率計中主要元器件是單片機(jī)AT89C51，由它完成對待測信號頻率的計數(shù)和結(jié)果顯示等功能。本課題利用AT89C51單片機(jī)為控制核心，利用單片機(jī)內(nèi)部的定時和中斷功能設(shè)計了頻率計數(shù)器，它可以降低傳統(tǒng)儀器制作復(fù)雜度，減少成本投入，大大改善儀器的功能和性能。采用測頻率法直接測頻率，測量的精度相對較低。智能頻率計是電子測量與儀表技術(shù)最基礎(chǔ)的電子儀表類別之一，智能頻率計是計算機(jī)、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，而且它是數(shù)字電壓表必不可少。其中多周期法大大提高了測量精度，實(shí)現(xiàn)了同頻段等精度的測量。在KEIL軟件上進(jìn)行程序的編寫，在PROTEUS軟件上進(jìn)行電路連接的方式實(shí)現(xiàn)軟件和硬件的結(jié)合，最后來完成頻率的測量。頻率計主要由單片機(jī)模塊，頻率選擇模塊和顯示模塊組成。關(guān)鍵詞 單片機(jī) 頻率 測量 高精度 多周期法