【正文】 據(jù)，是在系統(tǒng)中人機(jī)交互中非常重要的一 部分。所以本文 選用的為 1602液晶顯示器。液晶的灰度也能調(diào)制。 如圖 LCD液晶顯示的驅(qū)動(dòng)電路。 1 2 3 4 5 6 7 8 9P1 10K 排阻VSS1VCC2VEE3RS4RW5EN6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714A15K16LCD1lcd1602+5V10KR2+5V+5V+5V 圖 LCD 液晶顯示電路 三 極管放大電路設(shè)計(jì) 單片機(jī) 的 IO口只能識(shí)別 0和 1的數(shù)字信號(hào) ， 當(dāng)輸入的待測(cè)信號(hào)不能達(dá)到單片機(jī)的 IO口閥值，單片機(jī)就不能進(jìn)行大小的判斷，所以需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大處理，是之適合單片機(jī)電路，這里使用了利用三極管 8050做的 三極管放大電路 來(lái) 對(duì) 待測(cè)的輸入 信號(hào)進(jìn)行放大 處理。 P2為輸入波形接口， P3為輸出與本電路共地點(diǎn)。基極 電壓可以由 公式 31求得。 ceII? (33) 根據(jù)歐姆定律， E極上面的電流是發(fā)射極 E的電壓除以發(fā)射極上面的電阻 R6，如公式 34所示。 * 3 2 .6 4ceV V CC I R V? ? ? (35) 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì) 只是計(jì)算頻率，所以只需要處理交流信號(hào)， 因此 設(shè)計(jì)的三極管放大電路的 輸入端需要 采用的大電容 進(jìn)行交流耦合隔絕直流 成分， 三極管的 放大倍數(shù) A可以由 公式 36所示 。但是放大倍數(shù)最終會(huì)受限于 8050的電流放大系數(shù)，所以 最終 的放大倍數(shù)最多 數(shù)百倍， 但是本系統(tǒng) 只是需要把小信號(hào)放大到能讓單片機(jī)識(shí)別的波形，即使出現(xiàn)了上限截止也沒(méi)有關(guān)系。 整形模塊設(shè)計(jì) 輸入的波形經(jīng)過(guò)三極管放大電路放大后，能夠達(dá)到數(shù)字電路采集的標(biāo)準(zhǔn)，但是頻率計(jì)的輸入波形可能是正弦波，也可能是方波，也可能是其他不規(guī)則的波形，存在著上升沿不夠陡峭的現(xiàn)象，為了使單片機(jī)更準(zhǔn)確的采集到信號(hào)，需要 整形電路對(duì)待測(cè)的信號(hào)進(jìn)行整形。電路圖如圖 。整形后的信號(hào)從芯片的 6號(hào)腳輸出。當(dāng)頻率 高于閥值頻率 的時(shí)候單片機(jī) 就去 計(jì)算 待測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò) 分頻后的信號(hào)，當(dāng)頻率低于 閥值頻率 的時(shí)候 就直接 計(jì)算分頻前的信號(hào)。 分頻電路 一般采用 的是 十 進(jìn)制計(jì)數(shù)器如 74HC290、 74HC390等來(lái)實(shí)現(xiàn) 10分頻 計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 功能。 他有 2 個(gè)異步的計(jì)數(shù)器，每一個(gè)計(jì)數(shù)器上均有一個(gè)異步清零端， 只要給高電 平就能夠進(jìn)行清零。 其中電路圖如圖 。 C語(yǔ)言是專門用來(lái)編譯程序而設(shè)計(jì)出的一種語(yǔ)言，它包含了很多高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，并且可以將這些語(yǔ)言整理翻譯， C 語(yǔ)言可以編寫出程序進(jìn)而對(duì)位、字節(jié)和地址信息進(jìn)行各種操作。用 C語(yǔ)言編寫出的程序本身和機(jī)器硬件無(wú)太大聯(lián)系，基本上不做改動(dòng)就可以在各個(gè)單片機(jī)間自由使用。 如何進(jìn)行編程 Keil 51 是一款專門用于開(kāi)發(fā)單片機(jī)內(nèi)部程序的專業(yè)編程軟件， 本文選擇 使用的是 AT89C51，也是 51系列的一種單片機(jī)，可以在開(kāi)發(fā)的時(shí)候，直接選用 AT89C51。 而且 Keil 51軟件的界面也是常用的 windows界面，操作起來(lái)比較順手，上手簡(jiǎn)單，可以多人分層次的進(jìn)行模塊化編程，能夠大大提高整個(gè)系統(tǒng)編程的效率。 然后配置開(kāi)發(fā)環(huán)境。 新建一個(gè)空文檔，用 C 語(yǔ)言或者匯編語(yǔ)言創(chuàng)建源代碼，如果是 C語(yǔ)言，文件就要保存為 .c文件，如果是匯編語(yǔ)言 ，文件就要保存為 .ASM文件。 當(dāng)把所有的語(yǔ)法錯(cuò)誤都修改好后，再次進(jìn)行編譯。 軟件設(shè)計(jì)的模塊 軟件編程部分是整個(gè) 單片機(jī) 系統(tǒng)是否能夠按照 之前設(shè)計(jì)好的思路進(jìn)行操作的 必要之處。 初始化 模塊主要是對(duì)各變量進(jìn)行初始化， 變量初始化， 定時(shí)器 /計(jì)時(shí)器初始化。通過(guò)軟件編程計(jì)算 單位 里面的脈沖個(gè)數(shù)。液晶 初始化主要是初始化液晶 1602 顯示的模式，光標(biāo)的設(shè)置等基本設(shè)置，就好比電視機(jī)的系統(tǒng)設(shè)置一樣。測(cè)忙程序就是指液晶的速度沒(méi)有單片機(jī)快，再對(duì)液晶進(jìn)行操作的過(guò)程中，需要判斷液晶是否是忙碌的狀態(tài)。如果待測(cè)的頻率高的話，單片機(jī)就判斷不準(zhǔn)確，本系統(tǒng) 按照 200khz的閥值來(lái)進(jìn)行判斷，如果測(cè)量是 200khz以下，就直接測(cè)量待測(cè)信號(hào)。 主程序 對(duì)頻率算法進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，首先需要配置正確定時(shí)器和計(jì)數(shù)器， 設(shè)置 計(jì)時(shí)器的 工作方式，設(shè)置為只有當(dāng) INT0 和 TR0 同時(shí)為 1 才會(huì)啟動(dòng)計(jì)時(shí)。 主程序流程圖如圖 。在什么位置顯示什么樣的數(shù)據(jù) 。 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 16 圖 LCD 顯示流程圖 開(kāi)始 顯示是否結(jié)束？ 預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)顯示在指定區(qū)域 調(diào)整指針指向 LCD 的下一行 清顯示 RAM 區(qū) 置顯示行初值，顯示 指針指向第一行 N 待顯示數(shù)據(jù)送 入緩沖區(qū) Y 返回 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 系統(tǒng)的 proteus 仿真 17 第五章 系統(tǒng)的 PROTUES 仿真 系統(tǒng)仿真與程序的聯(lián)調(diào) 經(jīng)過(guò)大量的前期準(zhǔn)備工作，和指導(dǎo)老師細(xì)心的指導(dǎo)，我最終對(duì)方案進(jìn)行了確定與對(duì)原理過(guò)程的充分理解，從用軟件畫原理圖開(kāi)始，遇到什么問(wèn)題，從仿真圖到原理圖，一步一步完善設(shè)計(jì)方案，特別是在原理圖設(shè)計(jì)過(guò)程中仔細(xì)檢查每條線路，確保電路的正確性。來(lái)進(jìn)行的分布模擬，和最終的仿真的。 Proteus 仿真軟件是一款專門用于驗(yàn)證單片機(jī)程序，模擬仿真單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的，是由英國(guó)公司開(kāi)發(fā)的，分析仿真的專業(yè)級(jí)別的軟件。其具體的步驟如下： 。找到跟仿真文件同一個(gè)文件夾里面的 ” ..hex” 后綴的文件 ,并點(diǎn)擊打開(kāi)按鍵。 圖 仿真開(kāi)始控制界面 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 系統(tǒng)的 proteus 仿真 18 系統(tǒng)具體仿真 仿真設(shè)計(jì) 仿真的整體設(shè)計(jì)圖如圖 圖 仿真 的整體設(shè)計(jì)圖 液晶顯示仿真 首先 先進(jìn)行 液晶顯示的仿真，看 液晶 1602 是否能夠正常的顯示， 然后 觀察頻率超過(guò)閥值200Khz 能不能夠正常顯示， 能不能 夠 自動(dòng)切換量程。 圖 頻率產(chǎn)生 界面 分別測(cè)試 200khz以下和以上的 2次 仿真圖 來(lái)驗(yàn)證能否自動(dòng)切換量程， 如圖 ，和圖 。如圖 。 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 系統(tǒng)的 proteus 仿真 20 圖 正弦波參數(shù)設(shè)置 方波頻率檢測(cè)仿真 通過(guò)調(diào)節(jié) 仿真中 VSM Signal Generator WAVEFORM按鈕能夠切換不同的選擇方波 ， 通過(guò)調(diào)整儀表盤來(lái)改變 產(chǎn)生的 頻率頻率輸入 2600Hz。然后進(jìn)行仿真，看系統(tǒng)是否能檢測(cè)出來(lái)。來(lái)綜合測(cè)試整個(gè)仿真。 圖 綜合測(cè)試仿真圖 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 結(jié)論和建議 22 第五章 結(jié)論和建議 本文是利用 單片機(jī) AT89C51芯片設(shè)計(jì)了一種 精度高，測(cè)量量程廣的數(shù)字頻率計(jì) 。 本次 設(shè)計(jì)主要涉及 如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字頻率計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì) 硬件和軟件兩方面的內(nèi)容， 來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。基本掌握了原理圖的方法 ，通過(guò)繪制原理圖，并分析這些元器件的功能，豐富了相當(dāng)多的知識(shí)， 并且學(xué)會(huì)了分如何去針對(duì)一個(gè) 問(wèn)題 進(jìn)行分析，并且進(jìn)行 解決問(wèn)題的 這樣一個(gè) 能力， 也充分的 加深了對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。 但是由于本人能力有限，整個(gè)系統(tǒng)任然 不足之處有： 三極管來(lái)進(jìn)行整形，會(huì)存在一定相位差，精度 待進(jìn)一步提高 ，應(yīng)當(dāng)集成其他測(cè)脈寬等實(shí)用功能 。幸得老師對(duì)我的耐心指導(dǎo)，讓我克服了種種困難。論文現(xiàn)在終于圓滿的完成了，而這里面包含了老師對(duì)我的很多教導(dǎo)。 這次設(shè)計(jì)也讓我學(xué)到很多研究的方法，這將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)有很大幫助。 如果沒(méi)有同學(xué)們對(duì)我的幫助，這篇論文將完成的很困難。 unsigned char time。 unsigned int count1。 //片選信號(hào) sbit LCD_RW=P1^1。 //使能信號(hào) define LCD_DB P0 //數(shù)據(jù)信號(hào) unsigned char character[10]={0}。 unsigned char character_1[]={fre= Hz}。//定義好周期需要顯示的內(nèi)容方便后面顯示 unsigned char FLAG = 0。//初始化函數(shù) void LCD_write_mand(unsigned char mand)。//寫數(shù)據(jù)函數(shù) void LCD_disp_char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat)。//延時(shí)函數(shù) void timer_init()。 unsigned char j。i0。j2。 } //****************************************************************************************** //延時(shí)函數(shù) ,調(diào)用一次延時(shí) 1s. //****************************************************************************************** void delay_1s() { unsigned int i,j。i100。j1000。 } //****************************************************************************************** //LCD 初始化函數(shù) ,調(diào)用對(duì) LCD 進(jìn)行初始化操作 //****************************************************************************************** void LCD_init(void) { LCD_write_mand(0x38)。//設(shè)置 8 位格式， 2 行， 5x7 LCD_write_mand(0x38)。//整體顯示，關(guān)光標(biāo)，不閃爍 LCD_write_mand(0x06)。//清除屏幕顯示 delay_n40us(100)。//把 DAt(命令 )放置在 LCD 的數(shù)據(jù)接口方便寫入 LCD_RS=0。//寫入 LCD_E=1。 //使能置低 delay_n40us(1)。//把 DAt(數(shù)據(jù) )放置在 LCD 的數(shù)據(jù)接口方便寫入 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄 30 LCD_RS=1。 //寫入 LCD_E=1。 //使能置低 delay_n40us(1)。 if(y==1) address=0x80+x。 //顯示在第二排的時(shí)候的 x的地址 LCD_write_mand(address)。 //輸入數(shù)據(jù) } //****************************************************************************************** //LCD 寫入一個(gè)數(shù)字的函數(shù) ,其中 y 代表第一行還是第二行 ， x 代表的是在該行的哪個(gè)位置 ,dat 為寫入的數(shù)字 //****************************************************************************************** void LCD_disp_num(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat)//顯示一個(gè)數(shù)字 { unsigned char address。 //顯示在第一排的時(shí)候的 x的地址 else