【正文】 .................................................................................. 1 正文 ................................................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)目的和意義 .................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)方法和步驟 .................................................................................................. 1 數(shù)字頻率計(jì)概述 ....................................................................................... 1 頻率測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)思路與頻率的計(jì)算 ....................................................... 1 基本設(shè)計(jì)原理 .......................................................................................... 2 數(shù)字頻率計(jì)（低頻）的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................... 2 系統(tǒng)硬件的構(gòu)成 ....................................................................................... 2 系統(tǒng)工作原理圖 ....................................................................................... 2 AT89C51 單片機(jī)及其引腳說明 .................................................................. 3 信號(hào)調(diào)理及放大整形模塊 .................................................................................... 5 時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生電路 .............................................................................................. 5 PROTEUS仿真電路圖 ........................................................................................... 7 顯示模塊 ............................................................................................................ 7 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 9 總結(jié) ............................................................................................................................... 10 參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................11 附錄 匯編源程序代碼 .................................................................................................... 12 第 1 頁(yè) 共 16 頁(yè) 前言 本應(yīng)用 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是通過在“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)，以及查閱資料，培養(yǎng)一種自學(xué)的能力。并且引導(dǎo)一種創(chuàng)新的思維，把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到日常生活當(dāng)中。全能提高個(gè)人系統(tǒng)開發(fā)的綜合能力，開拓了思維，為今后能在相應(yīng)工作崗位上的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這些智能儀器的操作在進(jìn)行儀器校核以及測(cè)量控制的過程中，達(dá)到了自動(dòng)優(yōu)化，傳統(tǒng)儀器面板上的開關(guān)和按鈕被鍵盤所代替，測(cè)試人員在測(cè)量時(shí)只需按需要的鍵，省掉了許多繁瑣的人工調(diào)節(jié)。 設(shè)計(jì)方法和步驟 數(shù)字頻率計(jì)概述 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(cè)量?jī)x器。它的基本功能是測(cè)量正弦信號(hào)，方波信號(hào)及其他各種單位時(shí)間內(nèi) 變化的物理量。 本數(shù)字頻率計(jì)將采用定時(shí)、計(jì)數(shù)的方法測(cè)量頻率，采用一個(gè) 1602A LCD顯示器動(dòng)態(tài)顯示6位數(shù)。用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量功能。它以測(cè)量周期的方法對(duì)正弦波、方波、三角波的頻率進(jìn)行自動(dòng)的測(cè)量。 若被測(cè)量信號(hào)的周期為，分頻數(shù) m1，分頻后信號(hào)的周期為T，則： T=m1Tx 。） 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(hào)頻率的誤差，通常情況下很??；而系統(tǒng)的量化誤差小于 1，所以由式 T=NTo可知，頻率測(cè)量的誤差主要取 決于 N值的大小，N值越大，誤差越小，測(cè)量的精度越高。它以測(cè)量周期的方法對(duì)正弦波、方波、三角波的頻率進(jìn)行自動(dòng)的測(cè)量。若在一定時(shí)間間隔 T內(nèi)測(cè)得這個(gè)周期性信號(hào)的重復(fù)變化次數(shù) N，則其頻率可表示為 f=N/T。時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間脈沖信號(hào)，若其周期為 1s，則門控電路的輸出信號(hào)持續(xù)時(shí)間 亦準(zhǔn)確地等于 1s。秒信號(hào)結(jié)束時(shí)閘門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。 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(duì)待測(cè)信號(hào)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。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： 顯示時(shí)基電路倍頻鎖相放大整形單片機(jī)被測(cè)信號(hào) 第 3 頁(yè) 共 16 頁(yè) 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(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)。 第 4 頁(yè) 共 16 頁(yè) 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（ PROG ）。但也要注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE脈沖。當(dāng) AT89C52 執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期 PSEN 兩次有效，除了當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將跳過兩個(gè)信號(hào)。為了使單片機(jī)能夠有效的傳送外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器從 0000H 到FFFH 單元的指令， EA 必須同 GND 相連接。 當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部編程指令時(shí)， EA 應(yīng)該接到 VCC端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。下面還將詳細(xì)說明。它 將正弦輸入信號(hào) Vx整