頻率計試驗匯報一、試驗?zāi)康恼莆諉纹瑱C、數(shù)字譯碼和顯示單元的構(gòu)成和工作原理學(xué)習(xí)及演示任務(wù)，增強勸阻試驗創(chuàng)新能力二、試驗規(guī)定1、被測頻率fx不不小于110Hz采用測周法，顯示頻率XXX。XXX；fx不小于110Hz采用測頻法，顯示頻率XXXXXX；2、可運用鍵盤分段測量和自動分段測量；3、可完畢單脈沖測量，輸入脈沖寬度范圍是100微秒--0.1秒；三、設(shè)計目的三、基本原理所謂“頻率”，就是周期性信號在單位時間（1s）內(nèi)變化的次數(shù)。若在一定的時間間隔T內(nèi)測得這個周期性信號的反復(fù)變化次數(shù)N，則其頻率可表達為f=T/N。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號變成脈沖信號。其反復(fù)頻率等于被測頻率f，時間基準信號發(fā)生器提供基準的時間脈沖信號。若其周期為1S，則門控電路的輸出信號持續(xù)時間也等于1S，門閘電路由原則秒信號進行控制。當秒信號來屆時，門閘開通，被測脈沖信號通過閘門送到計數(shù)譯碼顯示電路。秒信號結(jié)束時，門閘關(guān)斷。計數(shù)器停止計數(shù)，由于計數(shù)器計得的脈沖數(shù)N是在1S時間內(nèi)的合計數(shù)，因此被測頻率等于NＮＺ。四，試驗設(shè)計分析使用數(shù)碼管顯示控制最簡樸，根據(jù)設(shè)計規(guī)定顯示格式XXXX。可以精確的顯示頻率大小，又由于數(shù)碼管簡樸廉價且滿足設(shè)計規(guī)定，因此選著數(shù)碼管顯示比較合理。選擇AT89C51作為單片機芯片，選用兩位8段共陰極LED數(shù)碼管實現(xiàn)頻率顯示，運用8279作I/O口擴展，連接數(shù)碼管和鍵盤。通過定期器1計時方式，定期器0計數(shù)方式，定期每秒鐘對外部頻率計數(shù)，單片機的時鐘一般需要多相時鐘，因此時鐘電路由振蕩器和分頻器構(gòu)成。AT89C51內(nèi)部有一種用于構(gòu)成振蕩器的可控高增益反向放大器。兩個引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。在片外跨接一晶振和兩個匹配電容C1、C2如圖4.3所示，就構(gòu)成一種自激振蕩器。振蕩頻率根據(jù)實際規(guī)定的工作速度，從幾百仟赫至24MHz可合適選用某一頻率。匹配電容C1、C2要根據(jù)石英晶體振蕩器的規(guī)定選用。當晶振頻率為12MHz時,C1C2一般選30pF左右。上述電路是靠AT89C51單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生振蕩的。也可以由外部振蕩器或時鐘直接驅(qū)動AT89C51。本設(shè)計采用內(nèi)部電路產(chǎn)生振蕩。系統(tǒng)原理框圖選擇AT89C51作為單片機芯片，選用兩位8段共陰極LED數(shù)碼管實現(xiàn)頻率顯示，運用8279作I/O口擴展，連接數(shù)碼管和鍵盤。通過定期器1計時方式，定期器0計數(shù)方式，定期每秒鐘對外部頻率計數(shù)，把計數(shù)值通過8279芯片在數(shù)碼管上顯示。如圖4.1所示。四位位數(shù)碼管8279P3P2四位位數(shù)碼管8279P3P2P3.48051數(shù)據(jù)圖4.1系統(tǒng)原理框圖啟動鍵晶振電路復(fù)位電路時鐘電路和復(fù)位電路1.時鐘電路單片機的時鐘一般需要多相時鐘，因此時鐘電路由振蕩器和分頻器構(gòu)成。AT89s52內(nèi)部有一種用于構(gòu)成振蕩器的可控高增益反向放大器。兩個引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。在片外跨接一晶振和兩個匹配電容C1、C2如圖4.3所示，就構(gòu)成一種自激振蕩器。振蕩頻率根據(jù)實際規(guī)定的工作速度，從幾百仟赫至24MHz可合適選用某一頻率。匹配電容C1、C2要根據(jù)石英晶體振蕩器的規(guī)定選用。當晶振頻率為12MHz時,C1C2一般選30pF左右。上述電路是靠AT89s52單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生振蕩的。也可以由外部振蕩器或時鐘直接驅(qū)動AT89s52。本設(shè)計采用內(nèi)部電路產(chǎn)生振蕩。五，試驗規(guī)定實現(xiàn)基本電路設(shè)計單片機最小系統(tǒng)模塊包括主控單元和基本外圍電路，詳細如圖3-2所示。采用外部5V電源，AT89C51為主控芯片，P0口采用74LS373驅(qū)動，采用11.0592HZ晶振，手動高電平復(fù)位方式。通過P3.4采集外部輸入頻率，實時掃描鍵盤輸入，控制輸出采集頻率。數(shù)碼管顯示電路設(shè)計數(shù)碼管顯示電路由4位八段共陰數(shù)碼及8279芯片及74HS138芯片構(gòu)成，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時將公共極COM接到地，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為高電平時，對應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為低電平時，對應(yīng)字段就不亮。8279是專用鍵盤、顯示接口芯片，單個芯片就能完畢鍵盤輸入和LED顯示控制兩種功能?？烧J為64鍵的接觸方式按鍵陣列提供掃描接口，能自動消除按鍵抖動以及n鍵同步按下的保護。通過數(shù)碼管顯示，可以簡樸而精確的實現(xiàn)顯示頻率。采用芯片不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是同樣的，可以節(jié)省大量的I/O端口，并且功耗更低。頻率發(fā)生電路設(shè)計頻率發(fā)生電路是由4個74LS393芯片以及晶振電路產(chǎn)生600HZ、300HZ、150HZ、75HZ、4種不一樣的頻率，電路設(shè)計簡樸，產(chǎn)生頻率穩(wěn)定。電源電路設(shè)計本電源電路是通過變壓器，把外部接入的22V電源轉(zhuǎn)變?yōu)?V電源，采用7805使電源穩(wěn)定。程序流程圖由于C語言編程輕易，且Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機的軟件。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一種功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一種集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。KeilC51生成的目的代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，輕易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。因此我們使用Keil軟件進行編程。根據(jù)設(shè)計項目所需功能，我們先進行初始化，在待機狀態(tài)下，采集頻率。然後把采集的頻率進行拾進制轉(zhuǎn)換，然後檢測與否有鍵按下，若鍵0按下，則數(shù)碼管顯示所采集的頻率，再按下鍵0時則不顯示。系統(tǒng)實現(xiàn)所有功能，其程序框圖如圖4-1所示。定期器8初始化定期器8初始化采集頻率頻率轉(zhuǎn)換數(shù)碼管顯示YN鍵0按下開始主程序、/*三:頻率計設(shè)計規(guī)定：1:被測頻率fx不不小于110Hz采用測周法，顯示頻率XXX。XXX；fx不小于110Hz采用測頻法，顯示頻率XXXXXX；2:可運用鍵盤分段測量和自動分段測量；3:可完畢單脈沖測量，輸入脈沖寬度范圍是100微秒--0.1秒；4:自由發(fā)揮其他功能.*/#include<reg52.h>#defineuintunsignedint#defineuncharunsignedcharsbitenter=P3^4;sbitstart=P3^0;uncharcodetable1[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};uncharcodetable2[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};uintt,a,b,temp;floattt;longnn;//申明函數(shù)voiddelay();voidinit();voiddisplay(long);voidexamf();voidexamt();voidscan();////**********************************主函數(shù)*******************////voidmain(){init();while(1){examf();examt();if(nn<=110)display(tt);else{display(nn);}}}//*******************函數(shù)的定義***************************voiddelay(){uinti,j;for(i=0;i++;i<10)for(j=0;j++;j<10);}voidinit(){t=0;TMOD=0x15;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;TH0=0x00;TL0=0x00;EA=1;ET1=1;ET0=1;TR1=1;TR0=1;IE=0x8a;}voidtimer0()interrupt3{TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;t++;}voidexamf(){if(t==20){t=0;a=TH0;b=TL0;TH0=0x00;TL0=0x00;nn=a*256+b;}}voidexamt(){intx,y;if((TH0==0x00)&&(TL0==0x01)){TH0=0x00;TL0=0x00;x=TH1-(65536-50000)/256;y=TL1-(65536-50000)%256;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;tt=0.000001*(256*x+y);}}/**floatexamt(){if(t==20){t=0;a=TH0;b=TL0;TH0=0x00;TL0=0x00;nn=a*256+b;}*/voiddisplay(longh){uintsw,wan,qian,bai,shi,ge;sw=h/100000;wan=h%100000/10000;qian=h%10000/1000;bai=h%1000/100;shi=h%100/10;ge=h%10;//if(sw!=0){P0=table1[sw];P2=0xdf;delay();P2=0xff;P0=table1[wan];P2=0xef;delay();P2=0xff;P0=table1[qian];P2=0xf7;delay();P2=0xff;P0=table1[bai];P2=0xfb;delay();P2=0xff;P0=table1[shi];P2=0xfd;delay();P2=0xff;P0=table1[ge];P2=0xfe;delay();P2=0xff;}voidscan(){//檢查第四行鍵盤 P1=0x7f;temp=P1; temp=P1&0x0f; while(temp!=0x0f){ delay();temp=P1; temp=P1&0x0f; while(temp!=0x0f){ temp=P1; switch(temp){ case0x7e:enter=1;//表達[4，4]按下 break; case0x7d:enter=1;//表達[4，3]按下 break; case0x7b:enter=1;//表達[4，2]按下 break; case0x77:enter=1;//表達[4，1]按下 break; } while(temp!=0x0f) { temp=P1; temp=temp&0x0f; } } }//檢查第三排鍵盤 /* P3=0xbf;temp=P3; temp=P3&0x0f; while(temp!=0x0f){ delay();temp=P3; temp=P3&0x0f; while(temp!=0x0f){ temp=P3; switch(temp){ case0xbe:num=1;//表達[3，4]按下 break; case0xbd:num=6;//表達[3，3]按下 break; case0xbb:num=3;//表達[3，2]按下 break; case0xb7:num=4;//表達[3，1]按下 break; } while(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; } } }//檢查第二行鍵盤 P3=0xdf;temp=P3; temp=P3&0x0f; while(temp!=0x0f){ delay();temp=P3; temp=P3&0x0f; while(temp!=0x0f){ temp=P3; switch(temp){ case0xde:num=1;//表達[2，4]按下 break; case0xdd:num=6;//表達[2，3]按下 break; case0xdb:num=3;//表達[2，2]按下 break; case0xd7:num=4;//表達[2，1]按下 break; } while(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; } } }//檢查第一行鍵盤 P3=0xef;temp=P3; temp=P3&0x0f; while(temp!=0x0f){ delay();temp=P3; temp=P3&0x0f; while(temp!=0x0f){ temp=P3; switch(temp){ case0xee:num=1;//表達[1，4]按下 break; case0xed:num=6;//表達[1，3]按下 break; case0xeb:num=3;//表達[1，2]按下 break; case0xe7:num=4;//表達[1，1]按下 break; } while(temp!=0x0f) { temp=P3; temp=temp&0x0f; } } }*/}采集頻率采集頻率采集頻率采集頻率采集頻率采集頻率采集頻率采集頻率軟硬件調(diào)試數(shù)字頻率計是采用數(shù)字電路制成的實現(xiàn)對周期性變化信號的頻率的測量。數(shù)值頻率計是通信設(shè)備、音、視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺乏的測量儀器。采用VerilogHDL編程設(shè)計實現(xiàn)的數(shù)字頻率計。除被測信號的整形部分、鍵輸入部分和數(shù)碼顯示部分外，其他所有在一片F(xiàn)PGA芯片上實現(xiàn)，整個系統(tǒng)非常精簡，且具有靈活的現(xiàn)場可更改性。所謂“頻率”，就是周期性信號在單位時間（1s）內(nèi)變化的次數(shù)。若在一定的時間間隔T內(nèi)測得這個周期性信號的反復(fù)變化次數(shù)N，則其頻率可表達為f=T/N。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號變成脈沖信號。其反復(fù)頻率等于被測頻率f，時間基準信號發(fā)生器提供基準的時間脈沖信號。若其周期為1S，則門控電路的輸出信號持續(xù)時間也等于1S，門閘電路由原則秒信號進行控制。當秒信號來屆時，門閘開通，被測脈沖信號通過閘門送到計數(shù)譯碼顯示電路。秒信號結(jié)束時，門閘關(guān)斷。計數(shù)器停止計數(shù)，由于計數(shù)器計得的脈沖數(shù)N是在1S時間內(nèi)的合計數(shù)，因此被測頻率等于N明確頻率計工作原理後來，為了更清晰的對程序進行編寫。還應(yīng)當做出程序的總體框圖，程序的主體可以分為四個模塊：定期計數(shù)、采集數(shù)據(jù)、進制轉(zhuǎn)換和數(shù)碼顯示。務(wù)是運用開發(fā)工具進行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯誤，同步也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。軟件調(diào)試是一種模塊接一種模塊進行的。首先單獨調(diào)試各子程序與否可以按照預(yù)期的功能，接口電路的控制與否正常。最終調(diào)試整個程序。尤其注意的是各模塊間能否對的的傳遞參數(shù)。1.檢查數(shù)碼管顯示模塊程序。觀測數(shù)碼管上與否可以顯示對應(yīng)的字符。2.檢查定期計數(shù)模塊程序?？梢栽谟布娐返妮斎攵薖3.4輸入已知的4個頻率，分別觀測數(shù)碼管上與否顯示對應(yīng)的頻率值。3.檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模塊程序。程序可分為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)，這三部分先獨立測試，然後整體調(diào)試。①數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采用單片機內(nèi)部兩個定期器，定期器1定期，定期器0計數(shù)，采集輸入頻率，并轉(zhuǎn)換為用于顯示的代碼。②顯示系統(tǒng)的調(diào)試：要顯示的數(shù)據(jù)寄存在71H、72H單元中，先在30H~39H分單元中寄存0~9的數(shù)，運行顯示程序，進行查表指令，察看顯示的成果與否與寄