单片机课设频率计数器.doc

课 程 设 计 课程名称 单片机原理及应用 课题名称 频率计数器 业 电子信息工程 班 级 1302 学 号 201301030218 姓 名 许聪 指导老师 寻大勇等 2016年3月日 课程设计任务书 课题名称 频率计数器 名 许聪 专业 电子信息 班级 1302 学号 18 指导老师 寻大勇 课程设计时间 2016年月日-2016年3月日 意见： 审核人： 一、任务及要求 设计任务： 本课题以单片机为核心，设计和制作一个频率计数器，来完成对输入的信号进行频率计数，计数的频率结果能够显示出来。要求能够对0－250KHz的信号频率进行准确计数，计数误差不超过±1HZ。 设计要求： （1）确定系统设计方案； （2）进行系统的硬件设计； （3）完成应用程序设计； (4) 应用系统的硬件和软件的调试。 录 第1章2章 系统方案设计3章 系统硬件电路设计4章 统软件设计5章 统仿真及调试 5.1 C程序编译.......................................................8 5.2 Proteus仿真......................................................9 心得体会................................................................9 参考文献 10 附录A 仿真总图 12 附录B 程序清单 13 设计任务及要求 1.1 设计任务： 本课题以单片机为核心，设计和制作一个频率计数器，来完成对输入的信号进行频率计数，计数的频率结果能够显示出来。要求能够对0－250KHz的信号频率进行准确计数，计数误差不超过±1HZ。 （1）确定系统设计方案； （2）进行系统的硬件设计； （3）完成应用程序设计； (4) 应用系统的硬件和软件的调试。 AT89S51 单片机内部具有 2 个 16 位的定时/计数器 T0 与 T1，其工作方法可以通过编程来实现所需的定时/计数与产生计数溢出中断要求的功能。定时/计数器 T0 与 T1 的核心都是 16 位的加 1 计数器， TH0 与 TL0构成在构成定时/计数器 T0 加 1 计数器的高 8 位和低 8 位； TH1 与 TL1构成在构成定时/计数器 T1 加 1 计数器的高 8 位和低 8 位。加 1 计数器的初值可以通过程序设定，这样就可以获得不同的计数值或定时时间。当加 1 计数器用作定时器时，每个机器周期加 1（使用 12MHz 时钟时，每 1us 加 1） ，这样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。当加 1 计数器用作计数器时，在相应的外部引脚发生从 1 到 0 的跳变时计数器加 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。外部输入每个机器周期被采样一次，这样检测一次从 1 到 0 的跳变至少需要 2 个机器周期（24个振荡周期），所以最大计数速率为时钟频率的 1/24。AT89S51 单片机的时钟频率可以在0Hz—33MHz 范围内自动调节，当使用 12MHz 时钟时，最大计数速率为 500KHz。定时/计数器的工作由相应的运行控制位 TR 控制，当 TR 置 1 时，定时/计数器开始计数；当 TR 置 0 时，停止计数。在本设计方案中，我通过程序设定 T0 工作在计数状态下，T1 工作在计时状态下。T0 计数器对输入的信号经行计数，其最大计数值为 fOSC/24,当 fOSC=12MHz 时，T0 的最大计数频率为250kHz。 2.2 方案整体框图 图1 系统总框图 第3章 系统硬件电路设计 3.1复位电路 复位是单片机的初始化操作。单片机系统在上电启动运行时，都需要先复位。其作用是使CPU 和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。而复位是一个很重要的操作方式，但单片机本身是不能自动经行复位的，必须配合相应的外部复位电路才能实现。本设计的复位电路采用上电复位加按键手动复位，其电路如下图所示： 图2 上电复位电路 3.2 晶振电路 单片机工作是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的，这个脉冲是单片机控制器中的时序电路发出的。单片机的时序就是 CPU 在执行指令