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基于單片機(jī)的頻率計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料

2025-07-03 19:58本頁(yè)面
  

【正文】 TL1,06H MOV TH0,00H MOV TL0,00H MOV 23H,00H ORL 88H,50H ;啟動(dòng)T1/T0 CLR NOP ;時(shí)間微調(diào) NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP SETB ;開(kāi)閘門(mén) RETDELAY: MOV 70H,05H ;延時(shí)子程序DDE: MOV 71H,55HDE: DJNZ 71H,DE DJNZ 70H,DDE RETBOOK: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;字段代碼 DB 92H,82H,0F8H,80H,90H END附錄2 設(shè)計(jì)圖紙 頻率計(jì)的電氣原理圖31。尤其是很多老師在科研工作勤勤懇懇、兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度以及凡事樂(lè)觀(guān)的態(tài)度,讓我從中受益匪淺。從論文的選題到最后論文的寫(xiě)作等各個(gè)具體方面無(wú)不傾注了老師的精力和心血。通過(guò)這次設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)了查找問(wèn)題、分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的方法,可以說(shuō)為今后的工作、學(xué)習(xí)都打下了比較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)資料閱讀和自我學(xué)習(xí),自己掌握了MAX187的性能和編程。本次設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年里所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了綜合利用,并且在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還學(xué)到了許多新的知識(shí)。關(guān)于本設(shè)計(jì)的核心中央處理芯片,設(shè)計(jì)中使用了AT89C51單片機(jī)。顯示部分采用了LCD液晶顯示,比使用LED數(shù)碼管顯示更簡(jiǎn)化了硬件電路。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的溫度檢測(cè)、顯示和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),介紹了對(duì)溫度的檢測(cè)、顯示及控制,實(shí)現(xiàn)了溫度的實(shí)時(shí)顯示及控制。74LS393的最大計(jì)數(shù)速率可達(dá)50MHz,與AT89C51內(nèi)的T0組成24位的計(jì)數(shù)器,其最大計(jì)數(shù)值為16777215,分辨率大大提高。采用74LS393的理由是:AT89C51內(nèi)有兩個(gè)16位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,一個(gè)用作定時(shí)器,另一個(gè)用作脈沖記數(shù)器。11腳電平的高低可通過(guò)指令加以控制。與門(mén)74LS08作為記數(shù)閘門(mén),方波信號(hào)被送到與門(mén)的一個(gè)輸入端,與門(mén)的另一個(gè)輸入端連接1S門(mén)控信號(hào),實(shí)際制作中連接AT89C51的11腳()。該子程序完成把二進(jìn)制計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制。 中斷服務(wù)子程序T0中斷服務(wù)子程序流程如圖42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(lái)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(lái),運(yùn)行控制位TR清0,停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)寄存器中的數(shù)值經(jīng)過(guò)數(shù)制轉(zhuǎn)換程序從十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。圖41 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)。測(cè)量初始化模塊設(shè)置堆棧指針(SP)、工作寄存器、中斷控制和定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式。系統(tǒng)軟件流程如圖41所示。 軟件模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法。當(dāng)掃描速度達(dá)到一定程度時(shí),人眼就分辨不出來(lái)了,認(rèn)為是各個(gè)顯示器同時(shí)發(fā)光。CPU向字段輸出口送出字型碼時(shí),所有的顯示器都能接收到;但是究竟點(diǎn)亮哪一只顯示器,取決于當(dāng)時(shí)位掃描口的輸出端接通了哪一只LED顯示器的公共極,位選通就顯示相應(yīng)字符,并保持幾毫秒的延時(shí)。接口電路把所有顯示器的8個(gè)筆段a~h分別并聯(lián)在一起,構(gòu)成“字段口”。b) 動(dòng)態(tài)顯示LED 顯示器動(dòng)態(tài)顯示是將所有位的段選線(xiàn)并接在一個(gè)I/O口上,共陰極端或共陽(yáng)極端分別由相應(yīng)的I/O口線(xiàn)控制,由于每一位的段選線(xiàn)都接在一個(gè)I/O口上,因此每傳送一個(gè)段選碼,8位就顯示同一個(gè)字符,這種顯示是不能用的,解決問(wèn)題的方法是利用人眼的“視覺(jué)暫?!毙?yīng)。這種工作方式下,LED的亮度高,軟件編程也比較容易;但是它占用比較多的I/O口資源,通常用于顯示位數(shù)不多的情況。在LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí),如果顯示器是共陰型的,則公共端接地;如果顯示器是共陽(yáng)型的,則公共端接正電源。 單片機(jī)電路中的顯示方法a) 靜態(tài)顯示在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,顯示器的顯示方法有兩種:靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。第三種是點(diǎn)陣式,它由一些按一定規(guī)律排列的可發(fā)光的點(diǎn)陣所組成,利用光點(diǎn)的不同組合便可顯示不同的數(shù)碼,如場(chǎng)致發(fā)光記分牌。數(shù)碼的顯示方式一般有三種:第一種是字形重疊式,它是將不同字符的電極重疊起來(lái),要顯示某字符,只須使相應(yīng)的電極發(fā)亮即可,如輝光放電管、邊光顯示管等。在一定范圍內(nèi),其正向電流與發(fā)光亮度成正比。根據(jù)管腳資料,可以判斷使用的是何種接口類(lèi)型。當(dāng)1clear,2clear為低電平時(shí),在1A,2A脈沖下降沿作用下進(jìn)行計(jì)數(shù)操作。配合AT89C51內(nèi)部16位計(jì)數(shù)器使用,可以實(shí)現(xiàn)最大計(jì)數(shù)值=1677 216,使得比單用AT89C51內(nèi)部16位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍大大拓寬。c) 輸出級(jí) 輸出級(jí)為T(mén)P11和TN12組成的反相器,它不僅能起到與負(fù)載隔離的作用,而且提高了電路帶負(fù)載能力。b) 整形級(jí) 整形級(jí)由TPTPTPT10組成,電路為兩個(gè)首尾相連的反相器。在vⅠ下降過(guò)程中的負(fù)向閾值電壓VT也要比VDD/2低得多。同理可分析,當(dāng)逐漸下降時(shí),電路工作過(guò)程與上升過(guò)程類(lèi)似,只有當(dāng)│││VTP│時(shí),電路又轉(zhuǎn)換為為高電平, =的狀態(tài)。當(dāng)時(shí),TN5導(dǎo)通,并引起如下正反饋過(guò)程: (TN5導(dǎo)通電阻) 下降導(dǎo)致下降,于是TPTP2迅速截止,為低電平,電路輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換為。即TN5的源極TN4的漏極電位≈,該電位較高。當(dāng)=0時(shí),TPTP2導(dǎo)通,TNTN5截止,電路中為高電平(≈),TP9截止,TN10導(dǎo)通,為低電平,使TP11導(dǎo)通,TN12截止。圖312 74LS14外引線(xiàn)排列圖(a) 電路圖 (b) 邏輯符號(hào) (c) 傳輸特性曲線(xiàn)圖313 CMOS集成施密特觸發(fā)器電路(a) 電路圖 (b) 邏輯符號(hào) (c) 傳輸特性曲線(xiàn)由圖313(a)可見(jiàn),它由施密特電路、整形及和緩沖輸出級(jí)組成。邏輯表達(dá)式 在集成門(mén)電路中,帶有施密特觸發(fā)器輸入的反相器和與非門(mén),如施密特CMOS六反相器CC40106,施密特TTL四輸入雙與非門(mén)CT5413/CT7413等。 b) 輸入信號(hào)增加和減少時(shí),電路有不同的閾值電壓,它具有如圖312所示的傳輸特性。因?yàn)閱纹瑱C(jī)工作高電平為5V,輸入TO口的矩形波的幅度必須最大為5V,否則,會(huì)使單片機(jī)燒壞。選用施密特電路用于脈沖整形。圖310 放大電路前置放大采用兩級(jí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管組成的電路,起脈沖放大作用。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度較大時(shí),通過(guò)輸入衰減電路將電壓幅度降低。在整形之前由于不清楚被測(cè)信號(hào)的強(qiáng)弱的情況。圖39 5V直流電源電路 放大整形模塊因?yàn)樵趩纹瑱C(jī)計(jì)數(shù)中只能對(duì)脈沖波進(jìn)行計(jì)數(shù),而實(shí)際中需要測(cè)量頻率的信號(hào)是多種多樣的,可以是正弦波,三角波。LM78XX系列三端穩(wěn)壓IC來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少,電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路,使用起來(lái)可靠、方便,而且價(jià)格便宜,因此使用LM7805穩(wěn)壓芯片進(jìn)行5V的電源電路設(shè)計(jì)。 T1定時(shí)初值的設(shè)置在確定了兩個(gè)定時(shí)器的設(shè)置后,需要計(jì)算定時(shí)器T1的計(jì)數(shù)初值,因選用24M晶振,T1工作于方式2,1個(gè)機(jī)器周期=12\晶振頻率=12/24=,=128us,現(xiàn)在選定定時(shí)間隔為100us,則方式2定時(shí)初值為100/=256200=56=38H,這樣當(dāng)中斷次數(shù)為1s/100us=10000次時(shí),歷時(shí)1s。工作方式2和工作方式3,都是8位的定時(shí)\計(jì)數(shù)方式,因此,最多可以計(jì)到2的8次方,也就是256次。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍:工作方式0:13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式,因此,最多可以寄到2的13次方,也就是8192次。 裝載初值的計(jì)算當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)狀態(tài)時(shí),對(duì)機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù),設(shè)單片機(jī)的晶振頻率為。TH0則只能工作于定時(shí)器狀態(tài),使用T1中的TRTF1的中斷源。工作方式2 的定時(shí)時(shí)間為T(mén)=計(jì)數(shù)次數(shù)機(jī)器周期=(T1初值)機(jī)器周期圖38 工作方式2——8位自動(dòng)重裝初值計(jì)數(shù)器d) 工作方式3——2個(gè)獨(dú)立8位計(jì)數(shù)器定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式3是兩個(gè)獨(dú)立的位計(jì)數(shù)器且僅T0有工作方式3,如果把T1置為工作方式3,T1將處于關(guān)閉狀態(tài)。c) 工作方式2——8位自動(dòng)重裝入初值計(jì)數(shù)器 T1在工作方式2的邏輯結(jié)構(gòu)如圖38所示。圖36 工作方式0—13位計(jì)數(shù)器方式當(dāng)C/=0時(shí),多路開(kāi)關(guān)打到上位,定時(shí)/計(jì)數(shù)器的輸入端接內(nèi)部振蕩器的12分頻,即工作在定時(shí)方式,每個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的周期等于機(jī)器周期,當(dāng)定時(shí)\計(jì)數(shù)器溢出時(shí),其定時(shí)時(shí)間為T(mén)=計(jì)數(shù)次數(shù)機(jī)器周期=(T1初值)機(jī)器周期當(dāng)C/=1時(shí),多路開(kāi)關(guān)打到下位,定時(shí)/計(jì)數(shù)器接外部T1引腳信號(hào),即工作在計(jì)數(shù)方式,當(dāng)外部電平發(fā)生從“1”到“0”跳變時(shí),加1計(jì)數(shù)器加1。 定時(shí)器\計(jì)數(shù)器的四種工作方式a) 工作方式0——13位計(jì)數(shù)器T1在工作方式0的邏輯結(jié)構(gòu)如圖36所示,在這種工作方式下,16位的計(jì)數(shù)器(TH1和TL1)只用了13位構(gòu)成13位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。16位加法計(jì)數(shù)器編程的選擇對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)和外部輸入脈沖計(jì)數(shù)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的核心是16位加法計(jì)數(shù)器,定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的加法計(jì)數(shù)器用特殊功能寄存器TH0,TL0表示,TH0表示加法計(jì)數(shù)器的高8位,TL0表示加法計(jì)數(shù)器的低8位,TH1 、TL1則表示定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的加法計(jì)數(shù)器的高8位和低8位,這些寄存器可根據(jù)需要由程序讀寫(xiě)。MCS51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,即定時(shí)器T0和定時(shí)器T1,它們既可以用作定時(shí)器方式,又可用作計(jì)數(shù)器方式,可編程設(shè)定4種不同的工作方式。還可用定時(shí)器產(chǎn)生毫秒寬的脈沖,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)一類(lèi)的電氣機(jī)械。Y124MC322pFC422pFXTAL1XTAL2圖35 時(shí)鐘電路圖 單片機(jī)的定時(shí)\計(jì)數(shù)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是單片機(jī)的重要功能模塊之一。51系列單片機(jī)還可使用外部時(shí)鐘。此次采用的晶振頻率為24MHZ。和 XTAL2分別是該反向振蕩放大器的輸入端和輸出端。單片機(jī)允許的時(shí)鐘頻率是因型號(hào)而異的,其典型值為12MHZ。除PC之外,復(fù)位操作還對(duì)其它寄存器有影響,其復(fù)位狀態(tài)如表32所示:表32 復(fù)位時(shí)片內(nèi)各寄存器的狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTMOD00HAcc00HTCON00HPSW00HTH000HB00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0P3FFHSCON00HIPXXX00000BSBUFXXX
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