根據(jù)51單片機(jī)的數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)

**1前言字電子技術(shù)的發(fā)展，頻率測(cè)量成為一項(xiàng)越來(lái)越普遍。音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測(cè)量?jī)x器。它變化的物理量。在進(jìn)行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)量頻率，通常由組合電路和時(shí)序電路等大量的硬件電路組數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理等技術(shù)中日益普及的一項(xiàng)新興技術(shù)，應(yīng)用范圍十分廣泛。其中以**2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)就是“在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)”。被測(cè)信號(hào)，通過(guò)輸入通道的放大器放大后，進(jìn)入整形器加以整形變?yōu)榫匦尾?，并送入主門(mén)的輸入端。再通過(guò)主控電路以適當(dāng)?shù)木幋a邏輯便得到相應(yīng)的控制指令，用以控制主門(mén)電路選通被測(cè)信TfN由于數(shù)字測(cè)量的離散性，被測(cè)頻率在計(jì)數(shù)T上就是在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)信**碼，和顯示以及對(duì)分頻比的控制。利用其內(nèi)部的定時(shí)／計(jì)數(shù)器完成待測(cè)信號(hào)周期／頻率的2、電源模塊：為整個(gè)系統(tǒng)提供合適又穩(wěn)定的電源，主要為單片機(jī)、信號(hào)調(diào)理電路以及分頻電路提供電源，電壓要求穩(wěn)定、噪聲小及性?xún)r(jià)高的電源。3、放大整形模塊：放大電路是對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大，降低對(duì)待測(cè)信號(hào)幅度的要求。整形電路是對(duì)一些不是方波的待測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)化成方波信號(hào)，便于測(cè)量。5、顯示模塊：顯示電路采用四位共陽(yáng)極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，為了加大數(shù)碼管的亮度，模塊、電源模塊、放大整形模塊、分頻模塊及。信信號(hào)放大整形微控制器數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)電路分頻電路5V電源圖2.1頻率計(jì)總體設(shè)計(jì)框圖**3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)**圖3.1AT89C51引腳圖3.1.2復(fù)位電路圖3.2復(fù)位電路行，也有可以實(shí)現(xiàn)更高的信號(hào)采樣率，從而實(shí)現(xiàn)更高，而且功耗大，運(yùn)行環(huán)境苛刻?？紤]到單片機(jī)本身用所以選取合適的頻率即可。合適頻率的晶振對(duì)于選頻信C圖3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖**3.2分頻設(shè)計(jì)模塊分頻電路用于擴(kuò)展單片機(jī)頻率測(cè)量范圍，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)頻率和周期測(cè)量使用統(tǒng)一信號(hào)，可使單片機(jī)測(cè)頻更易于實(shí)現(xiàn)，而且也降低了系統(tǒng)的測(cè)頻誤差。本頻率計(jì)的設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心，利用他內(nèi)部的定時(shí)／計(jì)數(shù)器完成待測(cè)信號(hào)周期／頻率的測(cè)量。單片機(jī)AT89C51內(nèi)部具有2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，定時(shí)／計(jì)數(shù)器的工作可以由編程來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)和產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)中斷要求的功能。在定時(shí)器工作方式下，在被測(cè)時(shí)間間隔內(nèi)，每來(lái)一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1(使用12MHz時(shí)鐘時(shí)，每1μs加1)，這樣以機(jī)器周期為基準(zhǔn)可以用來(lái)測(cè)量時(shí)間間隔。在計(jì)數(shù)器工作方式下，加用來(lái)測(cè)量待測(cè)信號(hào)的頻率。外部輸入在每個(gè)機(jī)器周期被采樣一次，這樣檢測(cè)一次從1到0 (使用12MHz時(shí)鐘時(shí)，最大計(jì)數(shù)速率為500kHz)，因此采用74LS161進(jìn)行外部十分機(jī)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)測(cè)得頻率值；當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率值較高時(shí)采用外部十分頻后再計(jì)數(shù)測(cè)得頻率值。這兩種情況使用74LS151進(jìn)行通道選擇，由單片機(jī)先簡(jiǎn)單測(cè)得被測(cè)信號(hào)是高頻信號(hào)3.3顯示模塊換指示電路組成。頻率值顯示電路采用四位共陽(yáng)3.3.1數(shù)碼管介紹型。**3.3.2頻率值顯示電路管驅(qū)動(dòng)時(shí)，數(shù)碼管顯示數(shù)值看不清，不便于頻率值的測(cè)量與共陽(yáng)極數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，具體數(shù)碼管設(shè)計(jì)電路如圖圖3.4數(shù)碼管顯示電路3.3.3檔位轉(zhuǎn)換指示電路圖3.5LED檔位指示電路**4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件模塊設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)由初始化模塊，信號(hào)頻率測(cè)量模塊，自成一次頻率測(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)**頻率是否超過(guò)1KHzYN圖4.1系統(tǒng)軟件流程總圖計(jì)數(shù)閘門(mén)由軟件延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)，從計(jì)數(shù)閘門(mén)的最小值(即測(cè)量頻率的高量程)開(kāi)始測(cè)量，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(mén)的寬度擴(kuò)大10倍，重新號(hào)直接計(jì)數(shù)，當(dāng)被測(cè)信號(hào)的頻率較高時(shí)，先由硬件十分頻4.2應(yīng)用軟件簡(jiǎn)介5系統(tǒng)仿真**連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(uVision)將這些部份組合在一起。而Proteus與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象[16]。ilMPLAB圖5.2系統(tǒng)仿真結(jié)果圖**5.1系統(tǒng)總電路圖圖5.1系統(tǒng)總電路圖5.2系統(tǒng)仿真結(jié)果圖6.1頻率計(jì)測(cè)試的實(shí)物拍攝圖**6系統(tǒng)硬件調(diào)試如圖6.1為頻率計(jì)的測(cè)試實(shí)物拍攝圖。其中函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率為1000Hz、幅**6.2低頻方波信號(hào)發(fā)生器的測(cè)試圖6.2低頻信號(hào)發(fā)生器測(cè)試的實(shí)物拍攝圖物拍攝圖。其中低頻方波信號(hào)發(fā)生器輸出頻率的6.3低頻方波信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字頻率計(jì)的綜合測(cè)試頻率計(jì)的實(shí)物拍攝圖。其中低頻方波信號(hào)發(fā)生器**圖6.3低頻方波信號(hào)發(fā)生器檢測(cè)頻率計(jì)的實(shí)物拍攝圖**7心得體會(huì)本次設(shè)計(jì)的過(guò)程和結(jié)果都給了我很多感觸。初次拿到課程設(shè)計(jì)的題目時(shí)，只是對(duì)頻率有什么想法。在同學(xué)的指導(dǎo)和講解下，對(duì)頻率計(jì)的學(xué)習(xí)和查閱資料，終于清楚的知道了頻率計(jì)的基本過(guò)對(duì)各種性能的比較和所學(xué)知識(shí)能實(shí)現(xiàn)的狀況，對(duì)從系統(tǒng)的高度來(lái)考慮設(shè)計(jì)的方方面面，對(duì)電路的設(shè)計(jì)和研讓我了解到軟件的設(shè)計(jì)是建立在對(duì)硬件了解的基礎(chǔ)上的，特別是對(duì)**** [1]李華．單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M].航空航天大學(xué)出版社.2006. [2]張鵬．王雪梅.單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例教程[M].海軍出版社.2007. [3]赫建國(guó)等.單片機(jī)在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社.2005. [4]康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)[M].高等教育出版社.1998． [5]吳清平.單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例教程[M].海軍出版社.2008.**#include<reg51.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsignedlongcount=0;inti=0,x=0;sbitRS=P1^0;sbitRW=P1^1;sbitE=P2^5;sbitdula=P2^6;sbitwela=P2^7;unsignedintshu[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0X35,0x36,0x37,0x38,0x39};//數(shù)字的ASCII碼放在數(shù)組中ucharcodetable[]="madebyLiHoumin";ucharnum;voiddelay(intcount){pwhile(count--)for(p=0;p<110;p++);}voidwrite_com(unsignedintn){delay(5);delay(5);//延時(shí)//寫(xiě)指令**}{}{lHT=l「T=0`}{lH0=(e2232-20000)\S2e`{T凹間虧勁voidmain()**TR1=0;//關(guān)閉計(jì)數(shù)器1count=65536*x+256*TH1+TL1;x=0;TH1=TL1=0;TR1=1;}}//重新裝初值//重新啟動(dòng)計(jì)數(shù)器器1voidshow(){write_com(0x85);write_data(shu[count/100000]);delay(5);十萬(wàn)位write_com(0x86);write_data(shu[(count/10000)%10]);delay(5);write_com(0x87);write_data(shu[(count/1000)%10]);delay(5);write_com(0x88);write_data(shu[(count/100)%10]);delay(5);write_com(0x89);write_data(shu[(count/10)%10]);delay(5);write_com(0x8a);write_data(shu[count%10]);delay(5);//在第一行第五列顯示//顯示萬(wàn)位//顯示千位//顯示百位//顯示十位//顯示個(gè)位write_com(0x83);write_data(0x66);delay(5);write_com(0x84);write_data(0x3d);delay(5);write_com(0x8b);write_data(0x48);delay(5);write_com(0x8c);write_data(0x7a);delay(5);write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<17;num++){write_data(table[num]);delay(5);}}//顯示頻率表示的字符f//顯示字符=//顯示字母H//顯示字母z//第二行顯示**{TMOD=0x51;TH1=0x00;TL1=0x00;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50