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单片机频率计课程设计.doc


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文档列表 文档介绍
贵州大学课程设计
任务要求
运用所学单片机原理、、模拟和数字电路等方面的知识,设计出一个数字频率计。数字频率计要求如下:
1)能对0~50kHz的信号频率进行计数;
2)频率测量结果通过4位数码管显示(十进制)。
二、课程设计应完成的工作
1)硬件部分包括微处理器(MCU)最小系统(供电、晶振、复位)、频率测量和数码管显示部分;
2)软件部分包括初始化、频率计算、显示等;
3)用PROTEUS软件仿真实现;
4)画出系统的硬件电路结构图和软件程序框图;
内容摘要
、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。
2. 采用12 MHz的晶体振荡器的情况下,一秒的定时已超过了定时器可提供的最大定时值。为了实现一秒的定时,采用定时和计数相结合的方法实现。选用定时/计数器TO作定时器,工作于方式1产生50 ms的定时,再用软件计数方式对它计数20次,就可得到一秒的定时。

贵州大学课程设计
第1节引言
本应用系统设计的目的是通过在“单片机原理及应用”课堂上学****的知识,以及查阅资料,培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维,把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中,不断的学****思考和同学间的相互讨论,运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难,掌握单片机系统一般的开发流程,学会对常见问题的处理方法,积累设计系统的经验,充分发挥教学与实践的结合。全能提高个人系统开发的综合能力,开拓了思维,为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。

数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号,方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中,由于其使用十进制数显示,测量迅速,精确度高,显示直观,经常要用到频率计。

频率的测量实际上就是在1s时间内对信号进行计数,计数值就是信号频率。在本次设计使用的AT89C51单片机,本身自带有定时器和计数器,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,定时/计数器的工作由相应的运行控制位 TR 控制,当 TR置 1 ,定时/ 计数器开始计数;当 TR 清 0 ,停止计数。在定时1s里,计数器计的脉冲数就是频率数,但是由于1s超过了AT89C51的最大定时,因此我们采用50ms定时,在50ms内的脉冲数在乘以14就得到了频率数,在转换为十进制输出就可。

贵州大学课程设计
第2节硬件系统设计
系统组成框图


XTAL1与XTAL2管脚接两个22pF电容和12 MHz晶振构成时钟电路。RST管脚接10 kΩ电阻,20 μF电容上电复位电路。
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单片机与译码显示
选择单片机AT89C51是因为有编程灵活、易调试的特点,而且AT89C51的引脚较多,利于电路的展。它集成了CPU,RAM,ROM,定时器/计数器和多功能I/0口等一台计算机所需的基本功能部件,有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含两个外中断口,两个16位可编程定时计数器,两个全双工串行通信口。还提供了对程序进行加密保护的功能。
P1端口与74HC4511译码器,输出待显示的个位与十位的数据。P2端口也与74HC4511译码器连接,输出频率计的百位和千位。P3端口连接信号输入电路。
 
74HC4511译码器是4线七段译码驱动器,在设计中用它来译码并且驱动数码显示管来显示数值,一共需要4个74HC4511。
数码管是由若干发光二极管组成显示的字段,当二极管导通时相应的一段发光,控制不同组合的二极管导通,就可以显示出各种字符。对于共阴级显示管,将所有二极管的阴极连接在一起,公共端3、8接低电平,当某个字段的阳极接高电平时,对应的字段就点亮。设计中需要用到4个七段显示数码管,用来显示频率的数值
输入信号
为验证本设计的频率计的准确性与快速性,采用三个不同频率的信号源。
第3节系统的软件构成

程序流程图
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初始化
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0600H
START: MOV TMOD , #51H
MOV TH0 , #3CH
MOV TL0 , #0B0H
MOV IE ,#82H
MOV TH1 , #00H
MOV TL1 , #00H
SETB TR0
SETB TR1

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