基于S的简易频率计设计.doc

微 控 制 器 课 程 作 业 题目：基于S08的简易频率计设计 班级： 自动化1103 姓名： 学号： 目录 一、课题任务 3 二、方案比较与选择 3 1、方案比较 3 2、方案论证 4 3、方案选择 4 三、系统设计原理 5 四、 S08AW简介 5 五、 电路设计 6 1、 显示电路 6 2、 电路图 7 六、 程序设计 9 1 程序流程图 9 2 程序清单 9 七、 功能分析 13 1 外围电路的理论分析 13 2 频率的测量? 14 八、 总结 14 参考文献 15 基于S08的简易频率计设计 一、课题任务 本设计是基于s08单片机设计的简易频率计。技术指标：频率（F）为：1Hz～100MHz，周期（T）为：1S～10E-7S，精度为：10%。 二、方案比较与选择 1、方案比较 方案一：本方案主要以数字器件为核心，主要分为时基电路，逻辑控制电路，放大整形电路，闸门电路，计数电路，锁存电路，译码显示电路七大部分。其原理框图如图1所示 图1.方案一原理框图 方案二：本方案主要以单片机为核心，利用单片机的计数定时功能来实现频率的计数并且利用单片机的动态扫描把测出的数据送到数字显示电路显示。其原理框图如2所示 图2. 方案二原理图 2、方案论证 方案一：本方案使用大量的数字器件，被测量信号经过放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号，其频率与被测信号的频率相同。同时时基电路提供标准时间基准信号，其高电平持续时间1s，当1s信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到1s信号结束闸门关闭，停止计数。若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率F（X）=N Hz。逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲，使显示器上的数字稳定；二是产生清零脉冲，使计数器每次测量从零开始计数。 方案二：本方案主要以单片机为核心，被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被送到波形整形电路整形，把被测正弦波或者三角波转换为方波，利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。 3、方案选择 比较以上两种方案可以知道，方案二的核心是单片机，使用的元器件少，原理电路简单，调试简单只要改变程序的设定值则可以实现不同频率范围的测量，能自动选择测试的量程。与方案二相比较方案一则使用了大量的数字元器件，原理电路复杂，硬件调试麻烦。如要测量高频的信号还需要加上分频电路，价格相对高。鉴于我们是第一次做与单片机有关的电子设计作品，为了减少一定的难度以及为今后更好的实现频率计的精细化和准确化，经过小组讨论，我们决定从基础的频率计出发。该频率计是利用单片机内部的定时/计数器完成待测信号周期/频率的测量，测量范围相比与要求较窄，但具有一定的代表性和基础性。 三、系统设计原理 本频率计的设计以是S08AW为核心，利用它内部的定时/计数器完成待测信号周期/频率的测量，定时/计数器的工作可以由编程来实现定时，计数和产生计数溢出时中断要求的功能。在定时器工作方式下，在被测时间间隔内，每来一个机器周期，计数器自动加1，这样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。在计数器工作方式下，加至外部引脚的待测信号发生从1到0的跳变计数器加1，这样在计数闸门的控制下可以用来测量待测信号的频率。外部输入在每个机器周期被采用一次，这样查测一次从1到0的跳变至少需要2个机器周期，所以最大计数速率为时钟频率1/24。定时/计数器的工作有运行控制位TR控制，当TR置1，定时/计数器开始计数；当TR清0 ，停止计数。 当待测信号的频率100HZ时，定时/计数器构成为计数器，以机器周期为基准，由软件产生计数闸门，计数闸门宽度1S时，即可满足频率测量结果为3位有效数字。 S08AW简介 S08AW系列是Freescale公司推出的新一代S08系列微控制器中的一款增强型8位微控制器，它不仅集成度高、片内资源丰富，接口模块包括SPI、SCI、IIC、A/D、PWM 等，还具有很宽的工作温度范围：-40℃～+125℃，它在汽车电子、工业控制、中高档机电产品等领域具有广泛的用途。 　　S08AW 微控制器采用8位S08CPU，片内总线时钟最高可达20MHz；片内资源包括2K RAM、将近62K Flash、串行接口模块（SCI、SPI和IIC）、定时器模块（TPM）、可选择宽范围时钟频率，它还提供一个8位/10位精度的A/D转换器，并支持后台调试模式BDM。 S08AW是Freescale首个基于高性能S08CPU内核并支持2.7～5.5V电源的微控