基于51單片機(jī)的數(shù)字頻率計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-展示頁
2025-07-07 00:49本頁面
【正文】 s數(shù)據(jù)建立時間tDSW195ns數(shù)據(jù)保持時間tH10nsDATA HOLD TIMEtDHR20ns地址保持時間tAH10ns4）、引腳和指令功能）模塊引腳功能表引 線 號符 號名 稱功 能1Vss接地0V2VDD電路電源5V177。CVTa = 25176。C儲存溫度30+80176。D、 通過單片機(jī)控制將所測的頻率信號讀數(shù)顯示出來。C、 輸入/輸出信號:輸出,能產(chǎn)生202個LCD驅(qū)動波形。 圖七 秒脈沖產(chǎn)生電路原理圖 顯示模塊1602基本技術(shù)：1）、主要功能A、 40通道點(diǎn)陣LCD 驅(qū)動。CR為高電平時，計(jì)數(shù)器清零且振蕩器使用無效，所有的計(jì)數(shù)器位均為主從觸發(fā)器 CP1非（和 CP0）的下降沿計(jì)數(shù)器以二進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)，在時鐘脈沖線上使用施密特觸發(fā)器對時鐘上升和下降時間無限制。置位和復(fù)位或復(fù)位線上的高電平完成。此器件可用作移位寄存器，且通過將Q非輸出連接到數(shù)據(jù)輸入，可用作計(jì)數(shù)器和觸發(fā)器。由于輸入的信號幅度是不確定、可能很大也有可能很小，這樣對于輸入信號的測量就不方便了，過大可能會把器件燒毀，過小可能器件檢測不到，所以在設(shè)計(jì)中采用了這個信號調(diào)理電路對輸入的波形進(jìn)行阻抗變換、放大限幅和整形，信號調(diào)理部分電路具體實(shí)現(xiàn)電路原理圖和參數(shù)如下圖4所示：
圖4 時基信號產(chǎn)生電路：CD4013雙上升沿D觸發(fā)器 ，引腳及功能見如下圖5：CD4013 由兩個相同的、相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。同相輸入的運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)為（R1+R2）/R1，改變R1的大小可以改變放大倍數(shù)。它將正弦輸入信號Vx整形成同頻率方波Vo,幅值過大的被測信號經(jīng)過分壓器分壓送入后級放大器，以避免波形失真。下面還將詳細(xì)說明。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。XTAL1：振蕩器反相放大器以及內(nèi)部時鐘電路的輸入端。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部編程指令時，應(yīng)該接到VCC端。為了使單片機(jī)能夠有效的傳送外部數(shù)據(jù)存儲器從0000H到FFFH單元的指令，必須同GND相連接。：程序存儲允許時外部程序存儲器的讀選通信號。但也要注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。當(dāng)在Flash編程時還可以作為編程脈沖輸出（）。RST:復(fù)位輸入。作為輸入口，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出電流（IIL）。P3口的輸出緩沖能驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。當(dāng)利用8位地址線訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時（例MOVX ＠R1）,P2口輸出特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如MOVX ＠ DPTR）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。當(dāng)向P2口寫1時，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可以用作輸入口。P2口：P2是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I/O端口。當(dāng)作為輸入端使用時，P1口因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，所以當(dāng)外部被拉低時會輸出一個低電流（IIL）。P1口的輸出緩沖能接受或輸出4個TTL邏輯門電路。在EPROM編程時，P0口接收指令字節(jié)，同時輸出指令字節(jié)在程序校驗(yàn)時。當(dāng)P0口訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，它還可設(shè)定成地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用的形式。P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，作為輸出口用時，每個引腳能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路。VCC：電源電壓各模塊關(guān)系圖如圖2所示： 圖2 數(shù)字頻率計(jì)功能模塊 系統(tǒng)工作原理圖 該系統(tǒng)工作的總原理圖如圖3所示：圖3 數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)工作原理圖 AT89C51單片機(jī)及其引腳說明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)的程序存儲器，128字節(jié)的RAM,32條I/O線，2個16位定時器/計(jì)數(shù)器, 一個5中斷源兩個優(yōu)先級的中斷結(jié)構(gòu)，一個雙工的串行口, 片上震蕩器和時鐘電路。 第2節(jié) 數(shù)字頻率計(jì)（低頻）的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件的構(gòu)成 本頻率計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要元器件是單片機(jī)AT89C51，由它完成對待測信號頻率的計(jì)數(shù)和結(jié)果顯示等功能，外部還要有分頻器、顯示器等器件。秒信號結(jié)束時閘門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。時間基準(zhǔn)信號發(fā)生器提供標(biāo)準(zhǔn)的時間脈沖信號，若其周期為1s，則門控電路的輸出信號持續(xù)時間亦準(zhǔn)確地等于1s。若在一定時間間隔T內(nèi)測得這個周期性信號的重復(fù)變化次數(shù)N，則其頻率可表示為f=N/T。它以測量周期的方法對正弦波、方波、三角波的頻率進(jìn)行自動的測量。）由于單片機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率比較穩(wěn)定，而是系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)信號頻率的誤差，通常情況下很?。欢到y(tǒng)的量化誤差小于1，所以由式T=NTo可知，頻率測量的誤差主要取決于N值的大小，N值越大，誤差越小，測量的精度越高。若被測量信號的周期為，分頻數(shù)m1，分頻后信號的周期為T，則：T=m1Tx 。它以測量周期的方法對正弦波、方波、三角波的頻率進(jìn)行自動的測量。用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動測量功能。 本數(shù)字頻率計(jì)將采用定時、計(jì)數(shù)的方法測量頻率，采用一個1602A LCD顯示器動態(tài)顯示6位數(shù)。它的基本功能是測量正弦信號，方波信號及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量。數(shù)字頻率計(jì)是計(jì)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。在設(shè)計(jì)的過程中，不斷的學(xué)習(xí)，思考和同學(xué)間的相互討論，運(yùn)用科學(xué)的分析問題的方法解決遇到的困難，掌握單片機(jī)系統(tǒng)一般的開發(fā)流程，學(xué)會對常見問題的處理方法，積累設(shè)計(jì)系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮教學(xué)與實(shí)踐的結(jié)合。基于51單片機(jī)的數(shù)字頻率計(jì)目 錄第1節(jié) 引言 ……………………………………………………………2 數(shù)字頻率計(jì)概述…………………………………………………………………………2 頻率測量儀的設(shè)計(jì)思路與頻率的計(jì)算…………………………………………………2 基本設(shè)計(jì)原理……………………………………………………………………………3第2節(jié) 數(shù)字頻率計(jì)（低頻）的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………4 …………………………………………………………………………4…………………………………………………………………………4 …………………………………………………………5………………………………………………………………7………………………………………………………………………7…………………………………………………………………………………8第3節(jié) 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………12 定時計(jì)數(shù) ………………………………………………………………………………12 量程轉(zhuǎn)換 ………………………………………………………………………………12 BCD轉(zhuǎn)換…………………………………………………………………………………12 LCD顯示…………………………………………………………………………………12第4節(jié) 結(jié)束語 ……………………………………………………… 13參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………14附錄 匯編源程序代碼………………………
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