单片机的数字式频率检测.docVIP

实验名称：频率—温度检测 姓名： 万兴 学号： 112207202125 指导老师：徐天奇基于单片机的数字频率—温度设计 本设计以AT89S52单片机为核心充分利用硬件资源设计的一种频率计，该频率计首先将被测信号放大整形处理，变成满足单片机I/O口接受的TTL/ CMOS 兼容信号从单片机的T1输入口输入直接累加脉冲数，将单片机内部定时器定时为1S，这时累加的脉冲数即为被测信号的频率。最后经单片机处理送至lcd液晶显示屏显示。 1系统概述 1.1数字频率计概述 本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602A LCD显示器动态显示6位数。测量范围从Hz—65535Hz(此测量范围为计数器的最大计数，可根据实际需要进行扩展。用单片机实现自动测量功能。 基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为f=N/T。其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测频率f。，若其周期为1s，信号持续时间亦准确地等于1s。 本次设计中 对外部脉冲的占空比无特殊要求。根据频率检测的原理，很容易想到利用51单片机的T0、T1两个定时/计数器，一个用来定时，另一个用来计数，两者均应该工作在中断方式，一个中断用于1s时间的中断处理，一个中断用于对频率脉冲的计数溢出处理，(对另一个计数单元加一)，此方法可以弥补计数器最多只能计数65536(2的16次方)的不足。将计数中断弥补计数器最高计数65536的不足作为本设计的扩展，故本设计最终选择采用第一种方法并且只使用计数器的最多计数65536。 2数字频率计（低频）的硬件结构设计 2.1 系统硬件的构成 本频率计的数据采集系统主要元器件是单片机AT89，由它完成对待测信号频率的计数结果显示等功能，外部还要有、显示器等器件。可分为以下几个模块：放大整形模块、单片机系统、LCD显示模块。各模块关系图如图2所示： 图2 系统工作原理图 AT89S52是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器，它提供下列标准特征：4K字节的程序存储器，128字节的RAM,32条I/O线，2个16位定时器/计数器, 一个5中断源两个优先级的中断结构，一个双工的串行口, 片上震荡器和时钟电路 引脚说明： ·VCC：电源电压 ·GND:地 ·P0：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，作为输出口用时，每个引脚能驱动8个TTL逻辑门电路。当对0端口写入1时，可以作为高阻抗输入端使用。 当P0口访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定成地址数据总线复用的形式。在这种模式下，P0口具有内部上拉电阻。 在EPROM编程时，P0口接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验时。程序校验时需要外接上拉电阻。 ·P1：P1口是一带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1口的输出缓冲能接受或输出4个TTL逻辑门电路。当对P1口写1时，它们被内部的上拉电阻拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。当作为输入端使用时，P1口因为内部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流（IIL）。 ·P2：P2是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。P2口的输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。当向P2口写1时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（IIL）。 ·P3口：P3是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。P3口的输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。当向P3口写1时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（IIL）。 P3同时具有多种特殊功能，具体如下表1所示: ·RST:复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。 ·ALE/ :当访问外部存储器时，地址锁存允许是一输出脉冲，用以锁存地址的低8位字节。当在Flash编程时还可以作为编程脉冲输出。 一般情况下，ALE是以晶振频率的1/6输出，可以用作外部时钟或定时目的。但也要注意，每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。 · ：程序存储允许时外部程序存储器的读选通信号。当AT89C52执行外部程序存储器的指令时，每个机器周期 两次有效，除了当访问外部数据存储器时， 将跳过两个信号。 · /VPP:外部访问允许。为了使单片机能够有效的传