六位数显频率计数器.doc

目录 一、前言 1.1 课程设计任务 1.2设计目的 二、方案的提出与论证 2.1频率测量的原理和方法 三、系统硬件设计 3.1.1电源供电电路-------------------------------------------------------------------------------------- 3.1.2单片机时钟电路-------------------------------------------------------------------- 3.1.3单片机复位电路 3.1.4显示电路 3.2 AT89C51单片机芯片的功能及其参数-------------------------------------------------------  四、系统软件设计 4.1软件流程图及编写程序 4.2软件减小测量误差的办法 五、实验总结 附录一：参考文献 一、前言1.1 课程设计任务 本课程设计主要任务设计一个±2HZ。 1.2设计目的： A、熟悉和掌握51单片机的原理、结构和应用； B、用 PROTEL/ALTIUM DESIGNER进行电路的设计,进一步了解相关软件的功能以及设计的一些规则; C、熟悉用C语言进行程序设计的一般方法、步骤和应用； D、积极发扬团队精神和集体荣誉感，互相协作、互相帮助； E、熟悉电路的调试的接线方法和调试方法及其原理 F、锻炼自己的实践和动手能力，为以后能更快的投入工作而做准备； 二、方案提出与论证频率测量原理方案：直接测频法。把被测频率信号经过脉冲形成电路后加到闸门的一个输入端，只有在闸门开通时间 1秒内，被计数的脉冲被送到计数器进行计数。设计数器的值为N，由频率定义式计算得到被测信号频率为f＝N/T=N。 方案二：测量周期法。将被测量信号经过过零检测后转换成方波信号，利用单片机查询两个下降沿，在此期间根据晶体振荡器产生的时钟经过12分频的脉冲送计数器进行计数，设计数值为N，送入计数器的时钟周期为T,则得被测量信号的周期值为NT，然后取其倒数即为被测量信号的频率(1/NT) 。 　　采用直接测频法在测量低频段信号时的相对测量误差较大，但在高频段测量信号的频率有较高的精度。如果采用测频法测量低频段频率信号，要想提高精确度，势必会大幅度增加闸门开通时间T，时效性较差。相反，采用测量信号周期然后取其倒数的方法在低频段测量时精度很高。±2HZ，经过试验分析，加上必要的软件编程的措施，可以直接用高频的测法，在高频段，误差与示波器的显示频率基本一致，低频时，误差小于±0.5HZ，满足题目的要求！ 我们都知道，52单片机中断的进入都是需要一定的时间的，如果我们没有把这个考虑进去，直接进行软件的设计，误差达到了±20HZ。不满足题目的要求！因而在编程的时候，把中断事件也考虑进去！这样可以使得误差减小！ 三、系统硬件设计 3.1.1电源供电电路 供电部份接口设计用的是DIP2的插针，电路采用发光二极管检测电源是否已接通。 3.1.2 单片机时钟电路如下图所示： 如图所示是采用内部振荡方式使8052单片机产生时钟信号，在单片机芯片的X1和X2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个电容构成稳定的自激振荡电路，其中电容对振荡频率起微调作用。晶振频率为12MHZ。 3.1.3单片机复位电路 复位是单片机的初始化操作。其功能是使CPU从0000H单元开始执行程序。除了使系统正常初始化外，当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键重新启动。如图为按键手动复位方式，通过复位端经电阻和电源+5V接通实现复位功能，兼备上电复位功能。 3.1.4显示及驱动电路 该系统采用两个四位 LED共阳极显示器动态显示6位数。共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。要使数码管正常发光一般都要加驱动电路，不加驱动电路是很暗的，共阳数码管驱动加于位选端。 该数码管用S8850 PNP型三极管作为驱动电路，在基极加以分压限流电阻，以防止数码管因电流过大而烧坏。 3 .2 AT89C51单片机芯片的功能及其参数 AT89S51是一个有40个引脚的芯片，引脚配置如图3所示。与8031相比，AT89C51自带4K的ROM和128B的RAM，因此编写中小型系统就无需任何硬件进行扩展。 图3 AT89S51引脚配置AT89S51芯片的40个引脚功能为：VCC：电源电压。GND：接地。RST：复位输入。当RST变为高电平并保持2个机器周期时，所有I/O引脚复位至“1”。XTAL