基于protues數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與仿真-展示頁(yè)
2024-11-19 21:43本頁(yè)面
【正文】 quency meter is made up of the preshaping circuit, subfrequency circuit, reference signal source, singlechip circuit, digital display circuit and DC power supply regulator circuit. Of it, the singlechip circuit consists of singlechip, data selector and keyboards. The software system is made up of main program, keyboard subroutine, display subroutine, measurement subroutine, pulse high and low level width measurement subroutine, prepared by the assembly language. Through the cooperation with each other of the hardware system and software system, the frequency meter successfully achieves highprecision measurements of frequency, cycle, time difference, and duty cycle, finishes system calibration and the display of measurement results. Keywords： digital frequency meter。軟件系統(tǒng)由主程序、鍵盤子程序、顯示子程序、測(cè)量子程序、脈沖高、低電平寬度測(cè)量子程序構(gòu)成，由匯編語(yǔ)言編寫。該數(shù)字頻率計(jì)的硬件系統(tǒng)電路由前置整形電路、分頻電路 、基準(zhǔn)信號(hào)源 、單片機(jī)電路和數(shù)字顯示電路構(gòu)成?；?Proteus 的數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 摘要： 本文主要論述了利用單片機(jī) AT89C51進(jìn)行頻率、周期、時(shí)間間隔、占空比測(cè)量的設(shè)計(jì)過(guò)程。該頻率計(jì)采用測(cè)量 N個(gè)信號(hào)波形周期的算法，充分利用單片機(jī) AT89C51中三個(gè)可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，結(jié)合部分中規(guī)模數(shù)字電路，克服了基于傳統(tǒng)測(cè)頻原理的頻率計(jì)的測(cè)量精度隨被測(cè)信號(hào)頻率的下降而降低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了頻率、周期、時(shí)間差、占空比的高精度測(cè)量，結(jié)果的顯示。其中單片機(jī)電路又由單片機(jī)、數(shù)據(jù) 選擇器、鍵盤、狀態(tài)指示電路構(gòu)成。通過(guò)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的相互配合，成功的實(shí)現(xiàn)了頻率、周期、時(shí)間差、占空比的高精度測(cè)量，系統(tǒng)的自校和測(cè)量結(jié)果的顯示。cycle。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是單片機(jī)技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的高速發(fā)展，頻率計(jì)的研究及應(yīng)用越來(lái)越受到重視，這樣對(duì)頻率測(cè)量設(shè)備的要求也越來(lái)越高。而單片機(jī)是一門發(fā)展極快，應(yīng)用方式極其靈活的使用技術(shù)。 51系列單片機(jī)是國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用最廣泛的一種 8位單片機(jī)之一，隨著嵌入式系統(tǒng)、片上系統(tǒng)等概念的提出和普遍接受及應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是使用 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)頻率計(jì)系統(tǒng)，系統(tǒng)以單片機(jī)為主控單元，主要用于對(duì)方波頻率的測(cè)量。 頻率計(jì)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 頻率計(jì)是一種基礎(chǔ)測(cè)量?jī)x器，到目前為止已有 30 多年的發(fā)展歷史。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，頻率計(jì)也日益發(fā)展。除通常通用頻率計(jì)所具有的功能外，還要有數(shù)據(jù)處理功能，統(tǒng)計(jì)分析功能，時(shí)域分析功能等等，或者包含電壓測(cè)量等功能等其他功能。早期，設(shè)計(jì)師們追求的目標(biāo)主要是擴(kuò)展測(cè)量范圍，再加上提高測(cè)量精度、穩(wěn)定度等，這些也是人們衡量頻率計(jì)的技術(shù)水平，決定頻率計(jì)價(jià)格高低的主要依據(jù)。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)可以輕松地將頻率計(jì)的測(cè)頻上限擴(kuò)展到微波頻段。為了能正確的測(cè)量不同類型的信號(hào)，必須了解待測(cè)量 信號(hào)的特性和各種頻率測(cè)量?jī)x器的性能。 2 方案設(shè)計(jì)與論證 如圖 21： 圖 21 直接測(cè)量法 如圖 22： 圖 22 間接測(cè)量法 本設(shè)計(jì)中采用第一種設(shè)計(jì)方案，方法二中由于時(shí)間的未知，采用單片測(cè)量時(shí)會(huì)增加軟件設(shè)計(jì)的難度，故采用方案一。 3 硬件設(shè)計(jì) 各模塊關(guān)系圖如圖 31所示 ： 圖 31 關(guān)系模塊圖 采用 protues 繪制的原理 圖 如 圖 32 所示 ： 圖 32 原理圖 AT89C51 單片機(jī)及其引腳說(shuō)明 ： 89C51 是一種高性能低功耗的采用 CMOS 工藝制造的 8 位微控制器，它提供下列標(biāo)準(zhǔn)特征： 4K 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)的 RAM,32 條 I/O 線， 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 , 一個(gè) 5 中斷源兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)雙工的串行口 , 片上震蕩器和時(shí)鐘電路。當(dāng)對(duì) 0 端口寫入 1 時(shí)，可以作為高阻抗輸入端使用。在這種模式下， P0 口具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗(yàn)時(shí)需要外接上拉電阻。 P1 口的輸出緩沖能接受或輸出 4個(gè) TTL 邏輯門電路。當(dāng)作為輸入端使用時(shí)， P1 口因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，所以當(dāng)外部被拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)低電流（ IIL）。 P2口的輸出緩沖能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL邏輯門電路。作為輸入口，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出電流（ IIL） 。在這種情況下， P2口使用強(qiáng)大的內(nèi)部上拉電阻功能當(dāng)輸出 1時(shí)。 當(dāng) EPROM 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 口同時(shí)接收高 8 位地址和一些控制信號(hào)。 P3口的輸出緩沖能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL邏輯門電路。 作為輸入口，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出電流（ IIL）。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。當(dāng)在 Flash編程時(shí)還可以作為編程脈沖輸出（ ）。但也要注意，每當(dāng)訪問(wèn)外部
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