【正文】 il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（μVision）將這些部分組合在一起。 所以本設(shè)計中選用三極管為放大電路中使用。方案一： 采用集成運放作為放大電路，該電路只需要在外部配置少量電阻電容則能完成放大功能，十分方便設(shè)計，但是本設(shè)計需要放大1HZ到10MHZ的信號，通頻帶比較寬，因此對集成運放的要求較高，一般能處理寬帶信號的集成運放成本比較高。方案三： 采用LCD液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見，對于本設(shè)計而言一個LCD1602的液晶屏即可，價格也還能接受，需要的借口線較多，但會給調(diào)試帶來諸多方便。方案二： 采用LED數(shù)碼管動態(tài)掃描，LED數(shù)碼管價格雖適中，對于顯示數(shù)字也最合適，而且采用動態(tài)掃描法與單片機連接時，占用單片機口線少。因此選用方案二中的51系列單片機作為主控芯片。不過該芯片昂貴不適合一般的設(shè)計開發(fā)。表21寄存器選擇控制RSR/W操作說明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（DB7），以及讀取位址計數(shù)器（DB0~DB6）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)方案一： 采用MSP430系列單片機，該單片機是TI公司1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器。IR用于寄存指令碼，只能寫入不能讀出，DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動寫入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)，BF為1時，液晶模塊處于內(nèi)部模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)，DDTAM用來存儲顯示的字符，能存儲80個字符碼，CGROM由8位字符碼生成5*7點陣字符160中和5*，CGRAM是為用戶編寫特殊字符留用的，它的容量僅64字節(jié)，可以自定義8個5*7點陣字符或者4個5*10點陣字符，AC可以存儲DDRAM和CGRAM的地址，如果地址碼隨指令寫入IR,則IR自動把地址碼裝入AC，同時選擇DDRAM或CGRAM，LCD1602液晶模塊的引腳圖如圖23所示。但對于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。點陣圖形式液晶由M行N列個顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1個字節(jié)的8個位，即每行由16字節(jié)，共168=128個點組成，屏上6416個顯示單元和顯示RAM區(qū)1024個字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。顯示接口用來顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。和CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點是很明顯的。 LCD液晶顯示器模塊由于本設(shè)計中要求顯示界面顯示一些參數(shù)，因此這里選用了LCD1602作為界面顯示，可以把一些相關(guān)的參數(shù)進行顯示。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，常常會有定時控制需求，如定時輸出、定時檢測、定時掃描等；也經(jīng)常要對外部事件進行計數(shù)。 STC89C52單片機的中斷系統(tǒng)STC89C52系列單片機的中斷系統(tǒng)有5個中斷源，2個優(yōu)先級，可以實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。：(WR)外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通。：(T0)定時/計數(shù)器0的外部計數(shù)輸入。：(INT0)外部中斷0輸入。P3口與其它I/O端口有很大的區(qū)別，它的每個引腳都有第二功能，如下：：(RXD)串行數(shù)據(jù)接收。P3口(～，10~17腳)：P3口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。P口每位能驅(qū)動4個LS型TTL負載。在P1口作為輸入口使用時，應(yīng)先向P1口鎖存地址(90H)寫入全1,此時P1口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。P1口(～，1~8腳)：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。在CPU訪問片外存儲器時，P0口分時提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。當(dāng)P0口作為輸入口使用時，應(yīng)先向口鎖存器(地址80H)寫入全1,此時P0口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。：P0口(～，39~32腳)：P0口是一個漏極開路的8位準(zhǔn)雙向I/O口。對于無片內(nèi)ROM的8031或8032,需外擴EPROM，此時必須將EA引腳接地。當(dāng)EA引腳接高電平時，CPU只訪問片內(nèi)EPROM/ROM并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令，但當(dāng)PC(程序計數(shù)器)的值超過0FFFH(對8751/8051為4K)時，將自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲器內(nèi)的程序。如有則說明基本上工作正常。PSEN端同樣可驅(qū)動8個LS型TTL負載。此引肢接EPROM的OE端(見后面幾章任何一個小系統(tǒng)硬件圖)。PSEN(29腳)：程序存儲允許輸出信號端。ALE端的負載驅(qū)動能力為8個LS型TTL(低功耗甚高速TTL)負載。如果想確定8051/8031芯片的好壞，可用示波器查看ALE端是否有脈沖信號輸出。CPU訪問片外存儲器時，ALE輸出信號作為鎖存低8位地址的控制信號。ALE/PROG(30腳)：地址鎖存允許信號端。當(dāng)主電源Vcc發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時，將＋5V電源自動兩個機器周期(24個時鐘振蕩周期)的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。,ALE,PSEN和EA：RST/VPD(9腳)：RST是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。XTAL1(19腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端；在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。若需采用外部時鐘電路時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。SST89V58RD最高允許振蕩頻率達40MHz，因而大大的提高了指令的執(zhí)行速度。，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。現(xiàn)在新推出的單片機都不只5個中斷源，例如SST89E58RD就有9個中斷源。為方便設(shè)計串行通信，目前的52系列單片機都會提供3個16位定時器／計數(shù)器。／O接口P0~P3，每個口既可以用作輸入，也可以用作輸出。目前單片機的發(fā)展趨勢是將RAM和ROM都集成在單片機里面，這樣既方便了用戶進行設(shè)計又提高了系統(tǒng)的抗干擾性。(4KB)，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。圖21 STC89C52單片機結(jié)構(gòu)圖 STC89C52單片機主要特性(CPU)。STC89C52的存儲器系統(tǒng)由4K的程序存儲器(掩膜ROM)，和128B的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)組成。這些各大電子生產(chǎn)商推出的單片機都兼容51指令、并在51的基礎(chǔ)上擴展一些功能而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是與51一致的。51系列單片機最初是由Intel公司開發(fā)設(shè)計的，但后來Intel公司把51核的設(shè)計方案賣給了幾家大的電子設(shè)計生產(chǎn)商，譬如SST、Philip、Atmel等大公司。 1第2章 設(shè)計方案第2章 設(shè)計方案根據(jù)所要實現(xiàn)的功能劃分，系統(tǒng)一共需要以下幾個模塊：主控模塊、顯示模塊、時鐘模塊、溫度檢測模塊，以下就針對這幾個模塊的選型和論證進行討論?？梢?，頻率計是很有工業(yè)價值的。由于大規(guī)模和超大規(guī)模數(shù)字集成電路技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)與單片機技術(shù)的結(jié)合，數(shù)字頻率計發(fā)展進入了智能化和微型化的新階段。如頻率計數(shù)器，只能專門用來測量高頻和微波頻率；時間計數(shù)器，是以測量時間為基礎(chǔ)的計數(shù)器，其測時分辨力和準(zhǔn)確度很高，可達ns數(shù)量級；特種計數(shù)器，它具有特種功能，如可逆計數(shù)器、閾值計數(shù)器、差值計數(shù)器、倒數(shù)計數(shù)器等，用于工業(yè)和自控技術(shù)等方面。它可測量頻率、周期、多周期平均值、時間間隔、累加計數(shù)、計時等；若配上相應(yīng)插件，就可測相位、電壓、電流、功率、電阻等電量；配上適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎€可進行長度、重量、壓力、溫度、速度等非電量的測量。所以根據(jù)儀器具有的功能，電子計數(shù)器有通用和專用之分。國際上數(shù)字頻率計的分類很多。在電子測量領(lǐng)域中，頻率測量的精確度是最高的。（2）系統(tǒng)能夠把測量信號的頻率顯示在液晶屏幕上。單片機數(shù)字頻率計設(shè)計方案第1章 整體框架本系統(tǒng)設(shè)計制作一個基于單片機的頻率計。能實現(xiàn)以下幾種功能：（1）能夠?qū)?HZ對10MHZ正弦波、三角波、方波信號等周期信號的頻率進行測量。（3）系統(tǒng)能夠把測量信號的周期顯示在液晶屏幕上。因此，在生產(chǎn)過程中許多物理量，例如溫度、壓力、流量、液位、PH值、振動、位移、速度、加速度，乃至各種氣體的百分比成分等均用傳感器轉(zhuǎn)換成信號頻率，然后用數(shù)字頻率計來測量，以提高精確度。按功能分類，因計數(shù)式頻率計的測量功能很多，用途很廣。一、通用型計數(shù)器：通用型計數(shù)器是一種具有多種測量功能、多種用途的萬能計數(shù)器。二、專用計數(shù)器：專用計數(shù)器指專門用來測量某種單一功能的計數(shù)器。數(shù)字頻率計按頻段分類：①低速計數(shù)器：最高計數(shù)頻率＜10MHz；②中速計數(shù)器：最高計數(shù)頻率10—100MHz；③高速計數(shù)器：最高計數(shù)頻率＞100MHz；④微波頻率計數(shù)器：測頻范圍1—80GHz或更高。其功能進一步擴大，除了測量頻率、頻率比、周期、時間、相位、相位差等基本功能外，還具有自撿、自校、自診斷、數(shù)理統(tǒng)計、計算方均根值、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)通信等功能。本作品即為一個基于單片機的數(shù)字頻率計，它通74HC390芯片進行分頻，克服了單片機難以處理高頻信號的困難，并使用LCD1602液晶顯示進行顯示。主控模塊模塊在整個系統(tǒng)中起著統(tǒng)籌的作用，需要檢測鍵盤，溫度傳感器等各種參數(shù)，同時驅(qū)動液晶顯示相關(guān)參數(shù)，在這里我們選用了51系列單片機中的STC89C52單片機作為系統(tǒng)的主控芯片。因此市面上出現(xiàn)了各式各樣的均以51為內(nèi)核的單片機。STC89C52有40個引腳，4個8位并行I/O口，1個全雙工異步串行口，同時內(nèi)含5個中斷源，2個優(yōu)先級，2個16位定時/計數(shù)器。STC89C52單片機的基本組成框圖見圖21。(128B)，用以存放可以讀／寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等，SST89系列單片機最多提供1K的RAM。但也有一些單片機內(nèi)部不帶ROM/EPROM，如8031，8032，80C31等。SST公司推出的89系列單片機分別集成了16K、32K、64K Flash存儲器，可供用戶根據(jù)需要選用。／計數(shù)器，每個定時器／計數(shù)器都可以設(shè)置成計數(shù)方式，用以對外部事件進行計數(shù)，也可以設(shè)置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結(jié)果實現(xiàn)計算機控制。(通用異步接收發(fā)送器)的串行I／O口，用于實現(xiàn)單片機之間或單機與微機之間的串行通信。最高允許振蕩頻率為12MHz。圖22 STC89C52單片機管腳圖部分引腳說明：：XTAL2(18腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的一端；片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。要檢查振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號輸出。在采用外部時鐘時，該引腳必須接地。當(dāng)此輸入端保持備用電源的輸入端。R