基于单片机的计分析#40;深度分析思考#41;.doc

目 录 一、引言 1 1.1 数字频率计的发展和意义 1 1.2 数字频率国内外的发展形势 1 二、系统总体设计 3 2.1 系统设计要求 3 2.2 测频方法 3 2.3 系统设计思路 3 2.4 系统设计框图 4 三、系统硬件设计 5 3.1 单片机模块 5 3.1.1 AT89C52介绍 5 3.1.2 单片机引脚分配 6 3.1.3 复位电路 6 3.1.4 定时/计数器 6 3.2 电源模块 7 3.2.1 电源变压器 8 3.2.2 整流电路 8 3.2.3 滤波电路 9 3.2.4 稳压电路 9 3.2.5 电源模块原理图 9 3.3 放大整形模块 10 3.3.1 与非门74LS00 10 3.3.2 放大整形模块原理图 10 3.4 分频模块 11 3.4.1 分频器74LS161芯片 11 3.4.2 多路选择器74LS151芯片 12 3.4.3 分频模块原理图 12 3.5 显示电路 13 3.5.1 频率数值显示电路 13 3.5.2 频率数值单位显示电路 14 四、系统软件设计 15 4.1 开始 15 4.2 初始化模块 15 4.3 频率测量模块和量程自动切换模块 16 4.4 显示模块 17 4.5 延时模块 17 五、数字频率计仿真 18 5.1 电源模块仿真 18 5.2 放大整形电路仿真 19 5.2.1 仿真软件 MULTISIM 10.0仿真整形电路 19 5.2.2 仿真放大整形电路 19 5.3 频率计仿真 20 5.3.1 用KEIL软件 20 5.3.2 使用软件Proteus仿真频率计 21 5.3.3 频率计仿真运行调试 22 六、结论 27 参考文献 28 致谢 29 附录A 30 程序源代码 30 附录B 36 仿真效果图 36 基于单片机的数字频率计 在电子系统广泛的应用领域，到处处理离散信息的数字电路。供消费用的和电视、通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中用到数字技术。在频率、速度等脉冲类测量过程中，采集指定的脉冲个数，与过程时间比较来测定频率、速度。这样的采样方式就是定数采样或定脉冲采样。这种方法其实是测量单个脉冲的周期或指定个数脉冲的总周期。这种测量脉冲的方法又叫做。 在频率、速度等脉冲类测量过程中，在指定的时间内，计量脉冲个数，让脉冲个数与指定的时间比较来测定频率、速度。这样的采样方式就是定时采样。这种方法其实是测量单位时间的脉冲个数。这种测量脉冲的方法又叫做测频法。 目前测量频率的方法主要有脉冲定时测频法，脉冲周期测频法，脉冲倍频测频法和脉冲分频测频法。放大整形电路是把非矩形波转化成矩形波，这样单片机才能识别分频电路是为了测量更高频率的信号，多路数据选择器是用来选择输入信号的RST、EA 复位 3.1.3 复位电路 有时系统在运行过程中出现程序跑飞的情况，因此在程序开发过程中需要复位。 本文选用手动复位，通过复位可以再次测量信号或测量新的信号。 复位电路通常分为两种：上电复位（图3）和手动复位（图4）。 图3 上电复位 图4 手动复位 3.1.4 定时/计数器 方式寄存器TMOD： 特殊功能寄存器TMOD为T0、T1的工作方式寄存器，其格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/(T M1 M0 GATE C/(T M1 M0 T1方式字段 T0方式字段 TMOD的低4位为T0的方式字段，高4位为T1的方式字段，它们的含义是完全相同的。 1.工作方式选择位M1,M0 M1,M0两位确定计数器的结构方式，其对应关系如下表： 表2 计数器结构方式功能表 M1 M0 工作方式 功 能 说 明 0 1 方式0 13位计数器 0 1 方式1 16位计数器 1 0 方式2 初值自动重新装入的8位计数器 1 1 方式3 仅适用于T0，分为两个8位计数器，T1在方式3停止计数 定时器方式和外部事件计数方式选择位C/(T C/(T=0为定时方式。在定时方式中，以振荡器输出时钟脉冲的十二分频信号作为计数信号，也就是每一个机器周期定时器加“1”。若晶振为12MHZ，则定时器计数频率为1MHZ，计数的脉冲周期为1us。定时器从初值开始加“1”计数直至定时器溢出所需的时间是固定的，所以称为定时方式。 C/(T=1为外部事件计数方式，这种方式采用外部引脚（T0为P3