基于51單片機的數(shù)字式頻率檢測裝置

1、基于單片機的數(shù)字頻率計的設(shè)計【摘要】 本設(shè)計以AT89S52單片機為核心充分利用硬件資源設(shè)計的一種頻率計，該頻率計首先將被測信號放大整形處理，變成滿足單片機I/O口接受的TTL/ CMOS 兼容信號從單片機的T1輸入口輸入直接累加脈沖數(shù)，將單片機內(nèi)部定時器定時為1S，這時累加的脈沖數(shù)即為被測信號的頻率。最后經(jīng)單片機處理送至lcd液晶顯示屏顯示?！娟P(guān)鍵字】 單片機（AT89S52）、放大整形、 數(shù)據(jù)處理、1602aLCD、【Abstract】This design take at89S52 monolithic integrated circuit as the core full use ha

2、rdware source designs one kind of frequency meter, this frequency meter will be measured first that signal enlargement reshaping processing, turns satisfies TTL/which the monolithic integrated circuit I/O mouth accepts the CMOS compatible signal from monolithic integrated circuits T1 input port inpu

3、t direct summation pulse number, the monolithic integrated circuit interior timer fixed time is 1S, by now accumulated the pulse number namely for is measured the signal the frequency. Finally passes through monolithic integrated circuit processing to deliver to the lcd liquid crystal display monito

4、r demonstration.【Keyword】AT89S52、 Larger plastic、Data processing、1602aLCD目錄 引言41.系統(tǒng)概述51.1數(shù)字頻率計概述51.2頻率測量儀的設(shè)計思路與頻率的計算 51.3基本設(shè)計原理 52.數(shù)字頻率計（低頻）的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計52.1 系統(tǒng)硬件的構(gòu)成 52.2 AT89S52單片機及其引腳說明 62.3 信號調(diào)理及放大整形模塊 7 2.3.1工作原理 8 2.3.2 信號放大仿真圖 8 2.3.3 信號轉(zhuǎn)換成方波 8 2.3.4 LF353雙運算放大器簡介 82.4 顯示模塊 9 2.4.1 1602ALCD與單片機的接法 9

5、2.4.2 1602ALCD基本技術(shù) 103.軟件設(shè)計 123.1 系統(tǒng)工作流程圖 123.1.1 T0的1s定時133.1.2 T1的計數(shù)原理 133.2 軟件工作原理 143.3 軟件處理方法 144.實驗結(jié)果與分析 154.1實驗數(shù)據(jù) 154.2實驗結(jié)果分析 15結(jié)束語 15致謝詞 15參考文獻 15程序附錄 17引言頻率測量在科技研究和實際應(yīng)用中的作用日益重要。傳統(tǒng)的頻率計通采用組合電路和時序電路等大量的硬件電路構(gòu)成，產(chǎn)品不但體積較大，運行速度慢，而且測量低頻信號時不宜直接使用。頻率信號抗干擾性強、易于傳輸 ,可以獲得較高的測量精度。同時 ,頻率測量方法的優(yōu)化也越來越受到重視.并采用單

6、片機和相關(guān)硬軟件實現(xiàn)。AT89S52系列單片機具有體積小，功能強，性能價格比較高等特點，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和智能化儀器，儀表等領(lǐng)域。此頻率計以AT89S52單片機為核心，具有性能優(yōu)良，精度高，可靠性好等特點。以AT89S52單片機為控制器件的頻率測量方法，并用C語言進行設(shè)計，采用單片機智能控制，結(jié)合外圍電子電路。最終實現(xiàn)數(shù)字頻率計的設(shè)計方案，根據(jù)頻率計的特點，可廣泛應(yīng)用于各種測試場所。在基礎(chǔ)理論和專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)上，通過對數(shù)字頻率計的設(shè)計，用十進制數(shù)字來顯示被測信號頻率的測量裝置。以精確迅速的特點測量信號頻率，在本設(shè)計在實踐理論上鍛煉提高了自己的綜合運用知識水平，為以后的開發(fā)及科研工作打下基

7、礎(chǔ)。1系統(tǒng)概述 1.1數(shù)字頻率計概述 數(shù)字頻率計是計算機、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。它是一種用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。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。在進行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計、安裝、調(diào)試過程中，由于其使用十進制數(shù)顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，經(jīng)常要用到頻率計。 本數(shù)字頻率計將采用定時、計數(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)。測量范圍從0Hz65535Hz(此測量范圍為計數(shù)器的最大計數(shù)，可根據(jù)實際需要進行擴展，在1.3小節(jié)方案選擇有介紹如何擴展)的正弦波、方波、三角波。用單片機實

8、現(xiàn)自動測量功能。1.2 基本設(shè)計原理 基本設(shè)計原理是直接用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它以測量頻率的方法直接對正弦波、方波、三角波的頻率進行自動的測量。所謂“頻率”，就是周期性信號在單位時間（1s）內(nèi)變化的次數(shù)。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。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號變成脈沖信號，其重復(fù)頻率等于被測頻率f。利用單片機的內(nèi)部定時器作為定時時間周期，若其周期為1s，則輸入的脈沖信號持續(xù)計數(shù)時間亦準確地等于1s，所計數(shù)的脈沖個數(shù)即為被測信號的頻率。11.3 方案選擇用單片機設(shè)計頻率計通常采用兩種辦法，第一種方法是使用單片機自

9、帶的計數(shù)器對輸入脈沖進行計數(shù)；第二種方法是單片機外部使用計數(shù)器對脈沖信號進行計數(shù)，計數(shù)值再由單片機讀取。第一種方法的好處是設(shè)計出的頻率計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和程序編寫簡單，成本低廉，不需要外部計數(shù)器，直接利用所給的單片機最小系統(tǒng)就可以實現(xiàn)。這種方法的缺陷是受限于單片機計數(shù)的晶振頻率，輸入的時鐘頻率通常是單片機晶振頻率的幾分之一甚至是幾十分之一，在本次設(shè)計使用的98C51單片機，由于檢測一個由“1”到“0”的跳變需要兩個機器周期，前一個機器周期測出“1”，后一個周期測出“0”。故輸入時鐘信號的最高頻率不得超過單片機晶振頻率的二十四分之一。第二種方法的好處是輸入的時鐘信號頻率可以不受單片機晶振頻率的限制，可以

10、對相對較高頻率進行測量，但缺點是成本比第一種方法高，設(shè)計出來的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和程序也比較復(fù)雜。2由于成本有限，本次設(shè)計中采用第一種方法，因此輸入的時鐘信號最高頻率不得高于11.0592MHz/24=460.8KHz。對外部脈沖的占空比無特殊要求。根據(jù)頻率檢測的原理，很容易想到利用51單片機的T0、T1兩個定時/計數(shù)器，一個用來定時，另一個用來計數(shù)，兩者均應(yīng)該工作在中斷方式，一個中斷用于1s時間的中斷處理，一個中斷用于對頻率脈沖的計數(shù)溢出處理，(對另一個計數(shù)單元加一)，此方法可以彌補計數(shù)器最多只能計數(shù)65536的不足。將計數(shù)中斷彌補計數(shù)器最高計數(shù)65536的不足作為本設(shè)計的擴展，故本設(shè)計最終選擇采用第

11、一種方法并且只使用計數(shù)器的最多計數(shù)65536。2數(shù)字頻率計（低頻）的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 系統(tǒng)硬件的構(gòu)成本頻率計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要元器件是單片機AT89S52，由它完成對待測信號頻率的計數(shù)、計數(shù)處理、結(jié)果顯示等功能，外部還要有信號處理、LCD顯示器等器件。具體可分為以下幾個模塊：放大整形模塊、單片機系統(tǒng)、LCD顯示模塊。各模塊關(guān)系圖如圖2所示：3LCD顯示基于51單片機的數(shù)字頻率計日期：2008-01-11來源：東哥單片機學(xué)習(xí)網(wǎng)() 作者：佚名字體：大 中 小 題 目： 基于51單片機的數(shù)字頻率計 專 業(yè)： 計算機科學(xué)與技術(shù)（專升本） 班 級： 056計算機科學(xué)與技術(shù) 姓 名： 蔡永 學(xué)號： 指

12、導(dǎo)老師： 余水寶 成 績： ( 2006.6 ) 目 錄 第1節(jié) 引言 21.1 數(shù)字頻率計概述21.2 頻率測量儀的設(shè)計思路與頻率的計算21.3 基本設(shè)計原理3第2節(jié) 數(shù)字頻率計（低頻）的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計4 2.1系統(tǒng)硬件的構(gòu)成42.2系統(tǒng)工作原理圖42.3AT89C51單片機及其引腳說明 52.4信號調(diào)理及放大整形模塊72.5時基信號產(chǎn)生電路72.6顯示模塊8第3節(jié) 軟件設(shè)計123.1 定時計數(shù) 123.2 量程轉(zhuǎn)換 123.3 BCD轉(zhuǎn)換123.4 LCD顯示12第4節(jié) 結(jié)束語 13參考文獻 14附錄 匯編源程序代碼15 基于51單片機的數(shù)字頻率計數(shù)理與信息工程學(xué)院 計算機專升本 056班

13、蔡永指導(dǎo)老師 余水寶 第1節(jié) 引言本應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的目的是通過在“單片機原理及應(yīng)用”課堂上學(xué)習(xí)的知識，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)到的知識應(yīng)用到日常生活當(dāng)中。在設(shè)計的過程中，不斷的學(xué)習(xí)，思考和同學(xué)間的相互討論，運用科學(xué)的分析問題的方法解決遇到的困難，掌握單片機系統(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)計系統(tǒng)的經(jīng)驗，充分發(fā)揮教學(xué)與實踐的結(jié)合。全能提高個人系統(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實的基礎(chǔ)。 1.1數(shù)字頻率計概述數(shù)字頻率計是計算機、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。它是一種用十進制數(shù)字顯示被測信

14、號頻率的數(shù)字測量儀器。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。在進行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計、安裝、調(diào)試過程中，由于其使用十進制數(shù)顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，經(jīng)常要用到頻率計。 本數(shù)字頻率計將采用定時、計數(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)。測量范圍從1Hz10kHz的正弦波、方波、三角波，時基寬度為1us,10us,100us,1ms。用單片機實現(xiàn)自動測量功能?；驹O(shè)計原理是直接用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它以測量周期的方法對正弦波、方波、三角波的頻率進行自動的測量。1.2頻率測量儀的設(shè)計思路與頻率的計算 1.2頻

15、率測量儀的設(shè)計思路與頻率的計算頻率測量儀的設(shè)計思路主要是：對信號分頻，測量一個或幾個被測量信號周期中已知標準頻率信號的周期個數(shù)，進而測量出該信號頻率的大小，其原理如右圖1所示。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 。由圖可知： T=NTo （注：To為標準信號的周期，所以T為分頻后信號的周期，則可以算出被測量信號的頻率f。）由于單片機系統(tǒng)的標準頻率比較穩(wěn)定，而是系統(tǒng)標準信號頻率的誤差，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。 1.3 基本設(shè)計原理 基本設(shè)計原理是直

16、接用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它以測量周期的方法對正弦波、方波、三角波的頻率進行自動的測量。所謂“頻率”，就是周期性信號在單位時間（1s）內(nèi)變化的次數(shù)。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。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號變成脈沖信號，其重復(fù)頻率等于被測頻率fx。時間基準信號發(fā)生器提供標準的時間脈沖信號，若其周期為1s，則門控電路的輸出信號持續(xù)時間亦準確地等于1s。閘門電路由標準秒信號進行控制，當(dāng)秒信號來到時，閘門開通，被測脈沖信號通過閘門送到計數(shù)譯碼顯示電路。秒信號結(jié)束時閘門關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)。由于計數(shù)器計得的脈沖數(shù)N是在1秒

17、時間內(nèi)的累計數(shù)，所以被測頻率fx=NHz。 第2節(jié)數(shù)字頻率計（低頻）的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 系統(tǒng)硬件的構(gòu)成 本頻率計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要元器件是單片機AT89C51，由它完成對待測信號頻率的計數(shù)和結(jié)果顯示等功能，外部還要有分頻器、顯示器等器件?？煞譃橐韵聨讉€模塊：放大整形模塊、秒脈沖產(chǎn)生模塊、換檔模擬轉(zhuǎn)換模塊、單片機系統(tǒng)、LCD顯示模塊。各模塊關(guān)系圖如圖2所示： 2.2 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)字頻率計系統(tǒng)工作原理圖2.3 AT89C51單片機及其引腳說明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，它提供下列標準特征：4K字節(jié)的程序存儲器，

18、128字節(jié)的RAM,32條I/O線，2個16位定時器/計數(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。引腳說明：VCC：電源電壓GND:地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。當(dāng)對0端口寫入1時，可以作為高阻抗輸入端使用。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。在這種模式下，P0口具有內(nèi)部上拉電阻。在EPROM編程時，P0口接收指令字節(jié)，同時輸出指令字節(jié)在程序校驗時。程序校驗時需要外接上拉電阻。P1口：P1口是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1口的輸

19、出緩沖能接受或輸出4個TTL邏輯門電路。當(dāng)對P1口寫1時，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉升為高電平，此時可以作為輸入端使用。當(dāng)作為輸入端使用時，P1口因為內(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）。P2口：P2是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I/O端口。P2口的輸出緩沖能驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。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。作為輸入口，因為內(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）。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)。在這種情況下，P2口使用強大

20、的內(nèi)部上拉電阻功能當(dāng)輸出1時。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。當(dāng)EPROM編程或校驗時，P2口同時接收高8位地址和一些控制信號。P3口：P3是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I/O端口。P3口的輸出緩沖能驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。當(dāng)向P3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。作為輸入口，因為內(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口同時具有AT89C51的多種特殊功能，具體如下表1所示:端口引腳第二功能P3.0RXD (串行輸入口)P3.1TXD（串行輸出口）P3.2 (外部中斷0)P

21、3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時器0）P3.5T1（定時器1）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲器都選通）表1 P3口的第二功能 RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位。ALE/ :當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許是一輸出脈沖，用以鎖存地址的低8位字節(jié)。當(dāng)在Flash編程時還可以作為編程脈沖輸出（ ）。一般情況下，ALE是以晶振頻率的1/6輸出，可以用作外部時鐘或定時目的。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。 ：程序存儲允許時外部程序存儲器的讀選通信號。當(dāng)AT89C52執(zhí)行外部程序存儲器的指令時，每個機

22、器周期 兩次有效，除了當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， 將跳過兩個信號。 /VPP:外部訪問允許。為了使單片機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。需要主要的是，如果加密位1被編程，復(fù)位時EA端會自動內(nèi)部鎖存。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部編程指令時， 應(yīng)該接到VCC端。XTAL1：振蕩器反相放大器以及內(nèi)部時鐘電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。在本次設(shè)計中，采用89C51作為CPU處理器，充分利用其硬件資源，結(jié)合D觸發(fā)器CD4013，分頻器CD4060，模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)CD4051，計數(shù)器74LS90等數(shù)字處理芯片，主要控制兩大硬件模塊，量程切換以及顯示模塊。下

23、面還將詳細說明。2.4 信號調(diào)理及放大整形模塊 放大整形系統(tǒng)包括衰減器、跟隨器、放大器、施密特觸發(fā)器。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。由運算放大器構(gòu)成的射級跟隨器起阻抗變換作用，使輸入阻抗提高。同相輸入的運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)。系統(tǒng)的整形電路由施密特觸發(fā)器組成，整形后的方波送到閘門以便計數(shù)。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)計中采用了這個信號調(diào)理電路對輸入的波形進行阻抗

24、變換、放大限幅和整形，信號調(diào)理部分電路具體實現(xiàn)電路原理圖和參數(shù)如下圖4所示： 2.5 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、相互獨立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。每個觸發(fā)器有獨立的數(shù)據(jù)置位復(fù)位時鐘輸入和 Q及Q非輸出。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，可用作計數(shù)器和觸發(fā)器。在時鐘上升沿觸發(fā)時，加在D 輸入端的邏輯電平傳送到Q輸出端。置位和復(fù)位或復(fù)位線上的高電平完成。 圖5 CD4013芯片引腳用功能圖 CD4060-14位二進制串行計數(shù)器，引腳及功能見如下圖6： CD4060 由一震蕩器和14極二進制串行計數(shù)器位組成，

25、震蕩器的結(jié)構(gòu)可以是RC或晶振電路。CR為高電平時，計數(shù)器清零且振蕩器使用無效，所有的計數(shù)器位均為主從觸發(fā)器 CP1非（和 CP0）的下降沿計數(shù)器以二進制進行計數(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。 時基信號的產(chǎn)生原理：本電路采用32768HZ晶體震蕩器，利用CD4060芯片經(jīng)過14級分頻得到2HZ的信號（32768/214），在經(jīng)過CD4013雙D觸發(fā)器經(jīng)過二分頻得到0.5HZ的方波，即輸出秒脈沖信號使單片機進行計數(shù)。 圖七 秒脈沖產(chǎn)生電路原理圖 2.6 顯示模塊1602基本技術(shù)：1）、主要功能A、 40通道點陣LCD 驅(qū)動;B、 可選擇當(dāng)作行驅(qū)動或列驅(qū)動;C、 輸入/

26、輸出信號:輸出,能產(chǎn)生202個LCD驅(qū)動波形;輸入,接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號,偏壓(V1V6);D、 通過單片機控制將所測的頻率信號讀數(shù)顯示出來。 2）、技術(shù)參數(shù) 2.1）極限參數(shù)表名 稱符 號標 準 值單 位MINTYPEMAX電路電源VDD - VSS-0.3 7.0VLCD驅(qū)動電壓VDD - VEEVDD - 13.5 VDD + 0.3V輸入電壓VIN-0.3 VDD + 0.3V靜電電壓 -100V工作溫度 -20 +70C儲存溫度 -30 +80C 2.2） 電參數(shù)表名 稱符 號測 試 條 件標 準 值單位MINTYPEMAX輸入高電平VIH-2.2 VDDV輸入低電平V

27、IL-0.3 0.6V輸出高電平VOHIOH = 0.2mA2.4 -V輸出低電平VOLIOL = 1.2mA- 0.4V工作電流IDDVDD = 5.0V 2.0 mA 液晶驅(qū)動電壓 VDD- VEETa = 0C 4.9 VTa = 25C 4.7 Ta = 50C 4.5 3）、時序特性表項 目符 號測試條件標 準 值單位MINTYPEMAX允許時間周期TCYCE 5.1a 5.1b1000 ns允許脈沖寬度,高電平PWEH450-ns允許上升和下降時間tEr tEf-25ns地址建立時間tAS140-ns數(shù)據(jù)延遲時間tDDR-320ns數(shù)據(jù)建立時間tDSW195-ns數(shù)據(jù)保持時間tH1

28、0-nsDATA HOLD TIMEtDHR20-ns地址保持時間tAH10-ns 4）、引腳和指令功能4.1）模塊引腳功能表引 線 號符 號名 稱功 能1Vss接地0V2VDD電路電源5V10%3VEE液晶驅(qū)動電壓保證VDD-VEE=4.55V電壓差4RS寄存器選擇信號H:數(shù)據(jù)寄存器 L:指令寄存器5R/W讀/寫信號H:讀 L:寫6E片選信號下降沿觸發(fā),鎖存數(shù)據(jù)7|14DB0|DB7 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)傳輸 4.2）寄存器選擇功能表RSR/W操 作00指令寄存器(IR)寫入01忙標志和地址計數(shù)器讀出10數(shù)據(jù)寄存器(DR)寫入11數(shù)據(jù)寄存器讀出（注:忙標志為1時,表明正在進行內(nèi)部操作,此時不能輸入指

29、令或數(shù)據(jù),要等內(nèi)部操作結(jié)束,即忙標志為0時。）4.3） 指令功能 格式:RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0共11種指令:清除,返回,輸入方式設(shè)置,顯示開關(guān),控制,移位,功能設(shè)置,CGRAM地址設(shè)置,DDRAM地址設(shè)置,讀忙標志,寫數(shù)據(jù)到CG/DDRAM,讀數(shù)據(jù)由CG/DDRAM。 5）、顯示位與DD RAM 地址的對應(yīng)關(guān)系 顯 示 位 序 號1 2 3 4 5 40 DD RAM 地 址(HEX)第 一 行00 01 02 03 04 . 27第 二 行40 41 42 43 44 . 67 6）、初始化方法用戶所編的顯示程序,開始必須進行初始化,否則

30、模塊無法正常顯示,下面介紹兩種初始化方法;6.1利用內(nèi)部復(fù)位電路進行初始化下面指令是在初始化過程中執(zhí)行的。(1) 清屏(DISPLAY CLEAR);(2) 功能設(shè)置(FUNCTION SET);DL = 1: 8Bit 接口數(shù)據(jù);N = 0: 1行顯示; F = 0:57dot字形;(3) 顯示開/關(guān)控制(DISPLAY ON/OFF CONTROL)D = 0: 顯示關(guān); C = 0: 光標關(guān); B = 0: 消隱關(guān)(4) 輸入方式設(shè)置(ENTRY MODE SET )I/D = 1:(增量): S = 0: 無移位: 6.2） 軟件復(fù)位 如果電路電源不能滿足復(fù)位電路的要求的話,那么初始化

31、就要用軟件來實現(xiàn),過程如下: 八位接口初始化流程圖 電 源 開 VDD 上升到4.5V后等待15 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 等待4.1ms RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 等待100us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 N F 檢查忙標志或延時40us RS R/W DB7 DB6

32、 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 1 0 檢查忙標志或延時40us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 檢查忙標志或延時40 us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 檢查忙標志或延時1.64 初 始 化 結(jié) 束檢查忙標志或延時40 第3節(jié) 軟件設(shè)計 主要能過編寫軟件來控制硬件完成以下各模塊的功能：3.1定時讀數(shù)3.2量程轉(zhuǎn)換3.3 BCD轉(zhuǎn)換3.4LCD顯示的功能單片機當(dāng)C/T=1時為計

33、數(shù)方式，多路開關(guān)與定時器的外部引腳連通，外部計數(shù)脈沖由引腳輸入。當(dāng)外部信號由1至0跳變時，計數(shù)器加1，此時T0成為外部事件的計數(shù)器。由于確認一次由1至0的跳變要用24個振蕩器周期，所以計數(shù)器的計數(shù)頻率為單片機內(nèi)部計數(shù)器頻率的1/24。當(dāng)CT=0時為定時方式，對單片機內(nèi)部計數(shù)器進行m2分頻后，計數(shù)器的實際計數(shù)頻率為單片機內(nèi)部頻率凡的1/m2，當(dāng)GATE=0時，反相器輸出為1，或門輸出為1，打開與門，使定時器的啟動僅受TRO端信號電平的控制。在此種情況下，INT0引腳的電平變化對或門不起作用。TRO=1時接通控制開關(guān)，計數(shù)脈沖加到計數(shù)器上，每來一個計數(shù)脈沖，計數(shù)器加1，只有當(dāng)TRO=0時，控制開關(guān)

34、斷開，計數(shù)器停止計數(shù)。當(dāng)GATA=0時，若TRO=1，或門、與門全部打開，外部信號電平通過INTO引腳直接控制定時器的啟動和關(guān)閉。輸人高電平時允許計數(shù)，否則停止計數(shù)。根據(jù)定時器的結(jié)構(gòu)原理，若我們將GATE位、TR0均設(shè)為1，INT0端輸人被測頻率信號，當(dāng)被測信號的高電平到來時，開始計數(shù)；當(dāng)被測信號的低電平到來時，計數(shù)器停止計數(shù)，此時TL0、TH0的數(shù)據(jù)就是相應(yīng)的N值。 結(jié) 束 語 數(shù)字頻率計是計算機、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。在進行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計、安裝、調(diào)試過程中，由于其使用十進制數(shù)顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，會被經(jīng)常使用到。通過本次課程的設(shè)計，不但加深

35、我對在課程上所學(xué)到的單片機理論知識的認識和理解，重新讓自己認識到了這門學(xué)科的在應(yīng)用方面的廣闊前景，并且通過知識與應(yīng)用于實踐的結(jié)合更加豐富了自己的知識。擴展了知識面，不但掌握了本專業(yè)的相關(guān)知識，而且對其他專業(yè)的知識也有所了解，而且較系統(tǒng)的掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程，因而自身的綜合素質(zhì)有了全面的提高。經(jīng)過這次一個較完整的產(chǎn)品設(shè)計和制作過程，對于認識到自己在知識方面存在的不足，明確今后的學(xué)習(xí)方向是非常有益的，為將來的的就業(yè)提前打了下堅實的基礎(chǔ)。在設(shè)計過程中，得到了我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)與幫助，還有其他老師和同學(xué)的大力支持和協(xié)助，在此一并表示衷心的感謝。 參考文獻1李光飛 ，樓苗然主編.51系列單片

36、機.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20032黃正瑾編著.CPLD系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)入門與應(yīng)用. 北京: 電子工業(yè)出版社, 20023謝自美編著.電子線路設(shè)計實驗測試.華中理工大學(xué)出版社,20024陳永甫編著.電子電路智能化設(shè)計.實例與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版,2002.85康華光主編.電子技術(shù) 基礎(chǔ)(第四版).北京：高等教育出版社，1999附錄 匯編源程序代碼 RS BIT P2.0 ;P3.4腳接RS端 RW BIT P2.1 ;P3.5腳接R_W端 E BIT P2.2 ;P3.3腳接E端 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 002BH LJMP IT1MAIN: MOV P0,#0

37、1H ;清除屏幕 ACALL ENABLE MOV P0,#01H ;清除屏幕 ACALL ENABLE MOV P0,#01H ;清除屏幕 ACALL ENABLE MOV P0,#38H ;8位點陣方式 ACALL ENABLE MOV P0,#0cH ;開顯示 ACALL ENABLE MOV P0,#06H ;移動光標 ACALL ENABLE MOV P0,#80H ;顯示位置 ACALL ENABLE mov p0,#80h ;第一行的位置 call enable mov dptr,#date call write3 mov p0,#0c0h ;第二行的位置 call enable

38、 MOV SP,#7FH CLR CY mov r6,#00 mov r2,#00 MOV R3,#00 MOV TMOD,#15H MOV TL0,#00H MOV TH0,#00H mov th1,#high(65536-50000) mov tl1,#low(65536-50000) ;setb ET1cha1: SETB TR1 ;LCALL XIANSHI SETB TR0 mov 27h,#00h CLR C MOV C,P1.6 MOV 27H.0,C CLR C MOV C,P1.7 MOV 27H.1,C mov a,27h ANL A,#03H MOV 17H,ACHA:

39、JBC TF1,JINWEI ;益處進位 JMP CHAJINWEI:CLR TR1 mov th1,#high(65536-50000) mov tl1,#low(65536-50000) SETB TR1 INC R3 MOV A,R3 ;JNB P3.2,$ CJNE A,#20,CHA CLR TR0 CLR TR1 MOV R3,#00 MOV R2,TH0 MOV R6,TL0 lcall zhuan LCALL write1 MOV TL0,#00H MOV TH0,#00H jmp cha1ZHUAN:MOV A,R2CLR CMOV 20H,#00HMOV 21H,#00HM

40、OV 22H,#00HMOV 24H,#00HMOV 25H,#00HMOV R3,#10HNEXT: RLC AMOV R2,AMOV A,20HADDC A,20HDA AMOV 20H,AMOV A,21HADDC A,21HDA AMOV 21H,AMOV A,22HADDC A,22HDA AMOV 22H,AMOV A,R2DJNZ R3,NEXTMOV A,R6clr cMOV R3,#08HNEXT1: RLC AMOV R6,AMOV A,24HADDC A,24HDA AMOV 24H,AMOV A,25HADDC A,25HDA AMOV 25H,Amov a,r6DJN

41、Z R3,NEXT1clr cmov a,24haddc a,20hda amov 20h,amov a,25haddc a,21hda amov 21h,amov a,22haddc a,#00hda amov 22h,amov a,22hanl a,#0fhmov 31h,amov a,22hanl a,#0f0hswap amov 30h,amov a,21hanl a,#0f0hswap amov 32h,amov a,21hanl a,#0fhmov 33h,amov a,20hanl a,#0f0hswap amov 34h,amov a,20hanl a,#0fhmov 35h,aret;*;LCD顯示;* ENABLE: CLR RS CLR RW CLR E ACALL DELAY SETB E RET write1: ;寫數(shù)據(jù) MOV 10H,#00H MOV 11H,#00H MOV 12H,#00H MOV 13H,#00H MOV 14H,#00H MOV 15H,#00H MOV 16H,#00H mov p0,#0ch call enable mov p0,#0c0h ;第二行的位置 call enable MOV A,17H XRL A,#02H JNZ XIAN1 MOV