简易多功能计数器设计.doc

简易多功能计数器 摘要：本系统以 Atmel 公司的AVR-mega16为控制核心，函数信号发生器的信号分两路进入单片机，利用mega16内部的定时计数器T/C1的输入捕捉功能来实现高精度的周期测量。由单片机产生时基信号、完成电路中待测信号的计数、译码和显示，以及对分频比的控制。该计数器能够接收函数信号发生器产生的信号,准确地测量周期、频率和时间间隔，精度较高，误差小。并且实现了发挥部分的语音报数功能、测温，时钟 功能，能够显示被测信号的峰值，具有记忆功能。可由 4×6 键盘对上述各个功能进行选择、切换。 关键词：AVR-mega16，输入捕捉，键盘，语音，测温，时钟，记忆。 Abstract: This system takes AVR-mega16 microprocessor of Atmel company as the control center. The signal of function generator enters the microprocessor by two ways. The timer/counter 1 of mega16 measures period with its function of entering and catching. The microprocessor makes the time-based signal, counts the number of the function generator signal, translates codes, displays and controls division ratio. The counter is able to catch the signal from function generator, measures the period, the frequency and time intervals. The system performs the temperature measurement, displays the peak value of signal. It also has memory function. The functions can be controlled by the 4×6 keyboard. Keywords: AVR-mega16, entering and catching, the keyboard, temperature measurement. 1 系统方案选择与论证 1.1 实现方案 本系统以AVR-mega16为控制和检测核心，信号分两路，一路进入分频器CD4060，然后进入闸门 1；另一路经反向器74LS14整形后变成标准的方波进入闸门 2。通过单片机来控制两个闸门的选通。若待测信号的频率小于150KHz，则选通闸门2；若待测信号大于150KHz，则选通闸门 1.利用mega16 内部的定时计数器T/C1的输入捕捉功能来实现高精度的周期测量。测量的结果显示在8位数码管上，通过4×6 矩阵键盘来控制功能 变换，通过 ISD4002 语音芯片来完成语音报数功能，DS18B20 来完成对现场温度的测试，通过ds1302实现可调的时钟显示。系统总体框架如图1。 1.2 各模块的方案论证控制器模块 LED显示模块 由CH451 驱动，CH451内置大电流驱动级，段电流不小于25mA，字电流不小于150mA。可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者BCD译码方式。数码管的字数据左移、右移、左循环、右循环。支持段电流上限调整，可以省去所有限流电阻。 3.2.4 闸门模块 电路图如附录1图3，三极管8050的基极与单片机的一个端口相连，集电极与输入信号相连，单片机控制该端口输出高电平时，三极管导通，该闸门被选通。 3.2.5 语音报数模块 由ISD4002与LM386音频放大电路组成，提供相应的28引线DIP/SOIC、TSOP硬封。电路图如附录1图4、5。 3.2.6 DS18B20 测温模块 选用DS18B20 一线式数字温度传感器，通过单片机读取当前环境温度，可通过键盘切换显示温度。DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和TL、配置寄存器。与单片机连接的电路如附录1图6。 3.2.7 显示峰值的电路 如附录1图7，图中的A/D转换为mega16单片机内部的。 3.2.8 时钟模块 见附录图8,在晶振两端各加了一个30p的瓷片电容，目的是使晶振更容易起振。 3.3 程序设计 3.3.1 程序组成 总的工程程序包括初始化程序、功能选择程序、