單片機(jī)課程設(shè)計(jì)-基于單片機(jī)數(shù)字頻率計(jì)(已改無錯(cuò)字)
2022-12-06 18:55:34 本頁(yè)面
【正文】 兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次 PSEN 信號(hào)。 EA/VPP： 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程， 復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 頻率輸入 端口 信號(hào)發(fā)生器輸出的方波頻率從 口輸入到 AT89S52 單片機(jī)，部分電路圖如 圖 23 所示。 9 圖 23 頻率輸入圖 時(shí)鐘電路 單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘兩種。 最常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式是采用外接晶體和電容組成并聯(lián)諧振回路。單片機(jī)允許的振蕩 晶體可在 間選擇，在本設(shè)計(jì)中，我們選擇 12MHz的晶振。電容 C C2的取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小及振蕩電路起振速度有一定的影響，可在20100pF 之間選擇，典型值為 30pF。 本設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路如圖 24 所示。 圖 24 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，這樣使 CPU 和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 單片機(jī)復(fù)位都靠外部電路實(shí)現(xiàn)， MCS51 單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳 RST,高電平有效。它是施密特觸發(fā)輸入（對(duì)于 CMOS 單片機(jī)， RST 引腳的內(nèi)部有一個(gè)拉低電阻），當(dāng)振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期（即 24 個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平，使器件復(fù)位，只要 RST 保持高電平， MCS51 便保持復(fù)位狀態(tài)。此時(shí) ALE,PSEN,P0， P1， P2， P3口都輸出 高電平。 RST 變?yōu)榈碗娖?，退出?fù)位狀態(tài)， CPU 從初始狀態(tài)開始工作。復(fù)位操作不影響片內(nèi) RAM 的內(nèi)容，復(fù)位以后內(nèi)部寄存器的狀態(tài)如表 21所示。 10 表 21 復(fù)位后內(nèi)部寄存器狀態(tài) 專用寄存器 復(fù)位狀態(tài) 專用寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TMOD 00H ACC 00H TCON 00H B 00H TH0 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P0～ P3 FFH SCON 00H IP XXX0 0000B SBUF XXXX XXXXB IE 0XX0 0000B PCON 0XXX XXXXB 單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡(jiǎn)單的是上電自動(dòng)復(fù)位，但由于系統(tǒng)運(yùn)行等需要，常常需要人工按鈕復(fù)位，所以本設(shè)計(jì)采用上電按鈕復(fù)位電路，如圖 25 所示，只需將一個(gè)常開按鈕并聯(lián)與上電復(fù)位電路，按下開光一定時(shí)間就能是RST 引腳端為高電平，從而使單片機(jī)復(fù)位。 圖 25 按鈕復(fù)位電路 11 液晶屏的顯示 (LCD1602) 液晶顯示屏（ LCD）用于數(shù)字型鐘表和許多便攜式計(jì)算機(jī)的一種顯示器類型。LCD 顯示使用了兩片極化材料，在它們之間是液體水晶溶液。電流通過該液體時(shí)會(huì)使水晶重新排列，以使光線無法透過它們。 在便于攜帶與搬運(yùn)為前題之下，傳統(tǒng)的顯示方式如 CRT 映像管 顯示器及 LED顯示板等等，皆受制于體積過大或耗電量甚巨等因素，無法達(dá)成使用者的實(shí)際需求。而液晶顯示技術(shù)的發(fā)展正好切合目前信息產(chǎn)品的潮流，無論是直角顯示、低耗電量、體積小、還是零輻射等優(yōu)點(diǎn)，都能讓使用者享受最佳的視覺環(huán)境。 本設(shè)計(jì)的液晶顯示如圖 26 所示。 圖 26 液晶顯示電路 電源的輸入 在已有的電源基礎(chǔ)上，我們只要設(shè)計(jì)電源輸入端口，通常用開關(guān)控制電源的輸入，用一個(gè)發(fā)光二極管作為電源是否輸入的標(biāo)志，當(dāng)發(fā)光二極管亮則表示有電源輸入 ，電路中還必須有一個(gè)足夠大的電阻，以防輸入電流過大而燒壞二極管。電源輸入圖如 27所示。 圖 27 電源輸入圖 12 4 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)規(guī)劃 信號(hào)處理 在頻率計(jì)開始工作，或者完成一次頻率測(cè)量，系統(tǒng)軟件都進(jìn)行測(cè)量初始化。測(cè)量初始化模塊設(shè)置堆棧指針（ SP） 、工作寄存器、中斷控制和定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作首先被設(shè)置為 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器清 0 后，置運(yùn)行控制位 TR為 1，啟動(dòng)對(duì)待測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)閘門由軟件延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)，從計(jì)數(shù)閘門的最小值開始，也就是從測(cè)量頻率的高量程開始。計(jì)數(shù)閘門結(jié)束時(shí) TR 清 0，停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)寄存器中的值通過 16 進(jìn)制數(shù)道 10 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換為 10 進(jìn)制數(shù)。對(duì) 10 進(jìn)制數(shù)的最高位進(jìn)行判別，若該位不為 0，滿足測(cè)量數(shù)據(jù)有效位數(shù)的要求，測(cè)量值和量程信息一起送到顯示模塊；若該位為 0，將計(jì)數(shù)閘門的寬度擴(kuò)大 10倍，重新對(duì)待測(cè)信號(hào)的技術(shù)，直到滿足測(cè)量數(shù)據(jù)有效位數(shù)的要求。 待測(cè)信號(hào)經(jīng)預(yù)處理電路分頻后變成較寬的方波信號(hào)，并加至單片 機(jī)的 引腳，為單片機(jī)測(cè)信號(hào)頻率提供有效的輸入信號(hào)。單片機(jī)通過檢測(cè) 引腳來判斷是否啟動(dòng)測(cè)周期程序。當(dāng)該引腳為高電平時(shí)則等待，知道該引腳出現(xiàn)低電平時(shí)才開始測(cè)周期。首先將零賦給 TH0、 TL0 兩個(gè)寄存器，將定時(shí)器 T0 的運(yùn)行控制位 TR0 置位，同時(shí)也將ET0 置位以允許定時(shí)器 T0 終端，然后再判斷 引腳是否還為低電平，當(dāng)不是低電平時(shí)則等待。一旦出現(xiàn)低電平則使 TR0 復(fù)位以終止定時(shí)器
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