1、 單片機(jī)系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名XX專業(yè)班級(jí)XX學(xué)號(hào)XX題 目 基于89C51的數(shù)字頻率計(jì)課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來(lái)源自擬指導(dǎo)教師XXXXX主要內(nèi)容（參數(shù)）利用89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，實(shí)現(xiàn)功能如下： 1、通過(guò)定時(shí)器計(jì)數(shù)方式產(chǎn)生頻率信號(hào)。2、有足夠?qū)挼臏y(cè)量范圍，測(cè)試結(jié)果通過(guò)LED數(shù)碼管顯示。3、能夠測(cè)量正弦信號(hào)，方波信號(hào)以及其他各種單元時(shí)間內(nèi)變化的物理量。任務(wù)要求（進(jìn)度）第1-2天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第3-4天：按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第5-6天：軟件設(shè)計(jì)，編寫程序。第

2、7-8天：實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。第9-10天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅合理。主要參考資料1張毅剛單片機(jī)原理及應(yīng)用（第2版）北京：高等教育出版社，20102偉福LAB6000系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用說(shuō)明書3 閻石數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）北京：高等教育出版社，2006審查意見系（教研室）主任簽字： 年 月 日 目錄1 引言42 系統(tǒng)概述42.1 頻率測(cè)量原理42.2 方案比較42.3方案選擇53 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1 系統(tǒng)硬件總述53.2 信號(hào)輸入電路63.3 開關(guān)電路83.4 計(jì)數(shù)電路83.5 AT89C51介紹93.6 數(shù)字頻率計(jì)顯示電路

3、103.7 時(shí)鐘控制電路114系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)124.1 系統(tǒng)軟件總述124.2 顯示器初始化設(shè)計(jì)134.3 計(jì)數(shù)子程序144.4 數(shù)制轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)154.5 顯示子程序設(shè)計(jì)165系統(tǒng)的功能調(diào)試176 結(jié)論19參考文獻(xiàn)19附錄A20附錄B201 引言 單片機(jī)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的一種面向控制的大規(guī)模集成電路模塊，具 有功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能儀表、機(jī)電一體化、家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，極大的提高了這些領(lǐng)域的技術(shù)水平和自動(dòng)化程度。 51系列單片機(jī)是國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用最廣泛的一種8位單片機(jī)之一，隨著嵌入式系統(tǒng)、片上系統(tǒng)等概念的提出和皮鞭接受及應(yīng)用，51系

4、列單片機(jī)還會(huì)在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間占據(jù)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的低端市場(chǎng)，因此，作為新世紀(jì)的大學(xué)生，在信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天，掌握單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、原理和使用時(shí)非常重要的。數(shù)字頻率計(jì)是數(shù)字電路中的一個(gè)典型應(yīng)用，實(shí)際的硬件設(shè)計(jì)用到的器件較多，連線比較復(fù)雜，而且會(huì)產(chǎn)生比較大的延時(shí)，造成測(cè)量誤差、可靠性差。隨著復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）的廣泛應(yīng)用，以EDA工具作為開發(fā)手段，運(yùn)用匯編語(yǔ)言。將使整個(gè)系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化。提高整體的性能和可靠性。2 系統(tǒng)概述2.1 頻率測(cè)量原理頻率計(jì)的基本原理是用一個(gè)頻率穩(wěn)定度高的頻率源作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，對(duì)比測(cè)量其他信號(hào)的頻率。通常情況下，計(jì)算每秒內(nèi)待測(cè)信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)，此時(shí)稱閘門時(shí)間為1秒。閘

5、門時(shí)間也可以大于或小于一秒。閘門時(shí)間越長(zhǎng)，得到的頻率值就越準(zhǔn)確，但閘門時(shí)間越長(zhǎng)則每測(cè)一次頻率的間隔就越長(zhǎng)。閘門時(shí)間越短，測(cè)的頻率值刷新就越快，但測(cè)得的頻率精度就受影響。數(shù)字頻率計(jì)是用數(shù)字顯示被測(cè)信號(hào)頻率的儀器，被測(cè)信號(hào)可以是正弦波，方波或其它周期性變化的信號(hào)。2.2 方案比較數(shù)字頻率計(jì)是直接用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測(cè)信號(hào)頻率的一種測(cè)量裝置。方案（一）：采用分立式元器件，運(yùn)用數(shù)字電路技術(shù)，可以設(shè)計(jì)出數(shù)字頻率計(jì)，原理框圖如圖2-1所示。傳統(tǒng)的數(shù)字頻率計(jì)大多采用74LS系列數(shù)字集成電路直接測(cè)頻，在使用過(guò)程中存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)量精度低、故障率高、維護(hù)不易等問(wèn)題。 圖2-1方案（一）原理框圖方案（二）采用5

6、1單片機(jī)作為控制器，運(yùn)用較少的外圍器件就可以設(shè)計(jì)出數(shù)字頻率計(jì)。原理框圖如圖2-2所示。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為主再附加一些外圍電路來(lái)設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)，通過(guò)單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)，采用適當(dāng)?shù)乃惴ǎ〈芏嘁郧坝糜布?shí)現(xiàn)的電路，這不僅能彌補(bǔ)以往頻率計(jì)測(cè)量精度低、故障率高、維護(hù)不易等不足，而且性能也得到了很大的提高。圖2-2 方案（二）原理框圖2.3方案選擇對(duì)于生活上的簡(jiǎn)單用用而言，方案二完全符合應(yīng)用要求，況且性價(jià)比更高一些，有實(shí)際的研究?jī)r(jià)值，故選擇方案（二）。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)硬件總述本課題設(shè)計(jì)的頻率計(jì)由單片機(jī)AT89C51 、計(jì)數(shù)器74HC393 、分頻器MB501以及時(shí)鐘晶振等構(gòu)成。利用外擴(kuò)的計(jì)數(shù)

7、器74HC393和單片機(jī)AT89C51 內(nèi)含的16 位計(jì)數(shù)器來(lái)構(gòu)成多位計(jì)數(shù)器對(duì)待測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)。采用的雙四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC393最高計(jì)數(shù)頻率可達(dá)39MHz。若先對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行分頻計(jì)數(shù)，再利用AT89C51對(duì)所測(cè)信號(hào)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻，這樣可使頻率計(jì)的最高測(cè)量頻率達(dá)GHz 數(shù)量級(jí)范圍，由此達(dá)到頻率計(jì)測(cè)量的范圍的要求。該頻率計(jì)測(cè)量范圍為10Hz,2.0GHz ,分2 個(gè)頻段實(shí)現(xiàn)。(1) 1Hz,60MHz (2) 50MHz,2.0GHz。如圖3-1所示，為頻率計(jì)的原理(1)信號(hào)輸入電路:此部分包括兩個(gè)小部分，第一部分是信號(hào)保護(hù)電路，是有兩個(gè)反向并聯(lián)的二極管組成。第二部分是由三極管、電容、電阻、電

8、感組成的放大電路，用來(lái)提高輸入阻抗和放大前級(jí)提供的微弱信號(hào)。(2)分頻電路:這部分只用于信號(hào)50MHz的電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻信號(hào)的分頻。(3)閘門選擇電路:該頻率計(jì)有兩個(gè)信號(hào)輸入端口，工作時(shí)先根據(jù)被測(cè)頻率的大小來(lái)判斷閘門電路應(yīng)該與哪個(gè)端口電路接通，這樣測(cè)出的頻率比較精確(4)計(jì)數(shù)器:由四塊雙四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC393、單片機(jī)AT89C51內(nèi)部計(jì)數(shù)器T0共同構(gòu)成，其中AT98C51內(nèi)的計(jì)數(shù)器被設(shè)置成16位計(jì)數(shù)器。(5)時(shí)鐘提供:單片機(jī)頻率計(jì)的關(guān)鍵在于時(shí)基信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，它決定頻率計(jì)的技術(shù)精度。(6)顯示:當(dāng)待測(cè)信號(hào)的頻率被測(cè)量出后由顯示模塊1602LCD顯示出來(lái)。圖3-1 頻率計(jì)原理方框圖

9、3.2 信號(hào)輸入電路本頻率計(jì)的輸入電路分兩個(gè)量程，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)頻段。圖3-2為信號(hào)輸入1通道的電路圖，其測(cè)量范圍是1Hz,60MHz，圖3-3為信號(hào)輸入2通道的電路圖，其測(cè)量范圍是50MHz,2.0GHz。輸入電路主要完成對(duì)被測(cè)信號(hào)的限幅、放大、整形與轉(zhuǎn)換作用。(1)信號(hào)輸入1通道電路信號(hào)輸入1通道電路中，首先采用兩個(gè)二極管對(duì)幅度較大的輸入信號(hào)進(jìn)行限幅。輸入端采用R高通電路，下限頻率可達(dá)1Hz。C，R，Q，R組成放大電路的射極輸出器，用來(lái)提高輸入阻抗。C，R，R，C，Q組成共射放大器，用來(lái)放大前級(jí)提供的微弱信號(hào)。在圖3-2中，輸入端接低頻交流電壓信號(hào)v(如音頻i信號(hào)，頻率為20Hz,20KHz

10、)。輸出端接負(fù)載電阻R，輸出電壓用v表示。 圖3-2 信號(hào)輸入1通道的電路圖(2) 信號(hào)輸入2通道電路在頻率計(jì)信號(hào)輸入2通道的電路中，信號(hào)經(jīng)過(guò)前兩級(jí)的放大，被送到MB501分頻電路中，通過(guò)改變MB501引腳的接法，可以改變分頻比，有256、128、64三種分頻比。本電路接法是64分頻，由3腳控制其是否接入電路，當(dāng)MB501的8腳為+5V時(shí)，分頻器工作。AT89C51的10腳可以判斷信號(hào)輸入2通道電路的工作情況，從而來(lái)分辨信號(hào)輸入端輸入的是否是50MHz的信號(hào)。圖3-3 信號(hào)輸入2通道的電路圖3.3 開關(guān)電路圖3-4為開關(guān)電路，分頻后的信號(hào)從MB501(4腳)輸出。經(jīng)過(guò)C隔直后送14到與非門74

11、HC00的10腳，也就是U4C。當(dāng)J2接通其1腳的時(shí)候，這時(shí)門U4C打開，信號(hào)便能從10腳輸入到8腳。信號(hào)從U4D的11腳輸出，到達(dá)電子開關(guān)U4A的2腳，再?gòu)腢4A的3腳輸出送到分頻 74HC393;經(jīng)過(guò)74HC393的256分頻，最后送到AT89C51的INT0口。圖3-4 開關(guān)電路圖3.4 計(jì)數(shù)電路該頻率計(jì)的計(jì)數(shù)電路是利用外擴(kuò)的計(jì)數(shù)器74HC393和單片機(jī)AT89C51 內(nèi)含的16 位計(jì)數(shù)器來(lái)構(gòu)成多位計(jì)數(shù)器分別對(duì)待測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)的。在這里，將對(duì)待測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)的外部擴(kuò)展的計(jì)數(shù)器74HC393的8腳引到AT89C51 的T0端，再利用AT89C51 的內(nèi)部計(jì)數(shù)器即可構(gòu)成多位計(jì)數(shù)器。圖3-6為本頻率計(jì)

12、的計(jì)數(shù)電路。數(shù)字頻率計(jì)的計(jì)數(shù)電路的工作原理如下:計(jì)數(shù)一般是有時(shí)間的，取一段時(shí)間內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)。比如1s，第一步先把AT89C51的12腳置0，再把12腳置1，打開電子開關(guān)。然后數(shù)據(jù)被送到74HC393分頻，分頻后的信號(hào)送到14腳T0口進(jìn)行內(nèi)部計(jì)數(shù)。時(shí)間到了1s就關(guān)閉電子開關(guān)，也就是把12腳 INT0置0，13腳INT1置0 單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，繼而對(duì)這段時(shí)間內(nèi)脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行保存。再讀取,P0、P2口的狀態(tài)，再把這數(shù)據(jù)和以前計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)相加，得到很精確的頻率，再把這頻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，送到LCD顯示，然后89C51的13腳置1清除現(xiàn)有的數(shù)據(jù)信號(hào)，進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)采集。圖3-5 計(jì)數(shù)電路圖3.5 AT8

13、9C51介紹如圖3-6所示，是AT89C51的外部引腳圖，其功能如下。(1)Vcc(40):電源+5V。(2)Vss(20):接地，也就是GND。 (3)XTL1(19)和XTL2(18):振蕩電路。(4)PSEN(29):片外ROM 選通信號(hào)，低電平有效。(5)ALE/PROG(30):地址鎖存信號(hào)輸出端/EPROM 編程脈沖輸入端。(6)RST/VPD(9):復(fù)位信號(hào)輸入端/備用電源輸入端。(7)EA/VPP(31):內(nèi)/外部ROM 選擇端。(8)P0 口(39-32):雙向I/O 口。(9)P1 口(1-8):準(zhǔn)雙向通用I/0 口。(10)P2 口(21-28):準(zhǔn)雙向I/0 口。(11

14、)P3 口(10-17):多用途口。在頻率計(jì)電路當(dāng)中，單片機(jī)AT89C51是核心元件，它控制著整個(gè)電路的運(yùn)行，包括計(jì)數(shù)器的開啟與關(guān)閉、定時(shí)器的開啟與關(guān)閉、外部計(jì)數(shù)器的開啟與關(guān)閉、高頻信號(hào)分頻、數(shù)據(jù)讀入、數(shù)值轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)顯示都是由單片機(jī)來(lái)控制的。圖3-6 AT89C51外部引腳圖3.6 數(shù)字頻率計(jì)顯示電路數(shù)字頻率計(jì)的顯示電路如圖3-7所示，在CON16后面接1602LCD液晶顯示器來(lái)顯示頻率值。74HC393的計(jì)數(shù)結(jié)果被單片機(jī)的P0、P2口讀入，與單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)值合到一起。再通過(guò)乘以16(2.0G檔用到)、二進(jìn)制到十進(jìn)制轉(zhuǎn)換處等處理后送入圖形液晶顯示模塊1602LCD中顯示出來(lái)。由于1602液晶

15、顯示模塊可以直接和51系列單片機(jī)進(jìn)行接口，所以在設(shè)計(jì)該數(shù)字頻率計(jì)時(shí)就直接將1602LCD接到了單片機(jī)的后面。在圖3-8中，CON16的3腳上接了一個(gè)10k電位器PR，是用來(lái)調(diào)節(jié)液晶顯示器的對(duì)比度的。當(dāng)該電位器的旋鈕1直接和電源端相連時(shí)，顯示器屏幕的對(duì)比度最弱，當(dāng)其旋鈕直接和地端相連時(shí)，顯示器屏幕的對(duì)比度最高。液晶顯示器的數(shù)據(jù)來(lái)源是單片機(jī)的P1口，當(dāng)單片機(jī)的T1端口由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶顯示器開始執(zhí)行命令，并最終顯示出頻率的數(shù)值。圖3-7 頻率計(jì)顯示電路圖3.7 時(shí)鐘控制電路時(shí)鐘控制電路如圖3-9所示。制作頻率計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于時(shí)基信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，它決定頻率計(jì)的計(jì)數(shù)精度。這里選用11.0

16、592的晶振組成的電路來(lái)作為單片機(jī)AT89C51的時(shí)鐘電路，由單片機(jī)用軟件方法得到所需的門控信號(hào)。 圖3-8時(shí)鐘控制電路圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)軟件總述系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要是保證軟件和硬件電路相結(jié)合，控制硬件正常的工作。對(duì)于頻率計(jì)來(lái)說(shuō)，就是控制頻率計(jì)的硬件系統(tǒng)使其最終能較為準(zhǔn)確的測(cè)出待測(cè)信號(hào)的頻率。本課題頻率計(jì)的系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)采用了模塊化的結(jié)構(gòu)方式，將各個(gè)功能分成獨(dú)立模塊,由系統(tǒng)的監(jiān)控程序統(tǒng)一管理執(zhí)行。本系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要分兩部分:一部分是執(zhí)行軟件，主要完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如測(cè)量、計(jì)算、顯示、定時(shí)中斷服務(wù)等;另一部分是監(jiān)控軟件，主要來(lái)協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，在系統(tǒng)軟件中充當(dāng)組織調(diào)度的

17、角色。該頻率計(jì)中主要元器件是單片機(jī)AT89C51 ，由它完成對(duì)待測(cè)信號(hào)頻率的計(jì)數(shù)和結(jié)果傳輸?shù)裙δ?，外部還要有分頻器、顯示器等器件。被測(cè)信號(hào)首先要經(jīng)過(guò)放大、整形，如果是高頻信號(hào)還要由分頻器進(jìn)行分頻，然后送入單片機(jī)的P0 端口和P2端口并開始計(jì)數(shù)，分頻器的分頻系數(shù)由單片機(jī)來(lái)控制;計(jì)數(shù)、分頻達(dá)到規(guī)定的精度后結(jié)束計(jì)數(shù)，然后調(diào)用顯示子程序，顯示結(jié)果。該頻率計(jì)的總體程序流程圖如圖4-1所示 圖4-1 程序總體流程圖4.2 顯示器初始化設(shè)計(jì)顯示器初始化程序流程圖如圖4-2所示。在測(cè)量頻率之前，首先要清屏，之后將單片機(jī)的讀寫端同時(shí)設(shè)置為低電平，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的讀寫端控制著液晶顯示器的4腳和5腳，當(dāng)液晶顯示器的4腳

18、和5腳同時(shí)為低電平時(shí)，液晶顯示器可以寫入指令或顯示地址。其后就要判斷頻率計(jì)顯示器是否處于“忙”狀態(tài)。如果顯示器處于“忙”狀態(tài)，則要循環(huán)等待;如果顯示器處于“閑”狀態(tài)，則可以對(duì)顯示器進(jìn)行操作。另外，在每次單片機(jī)的P1口寫入控制字后，都要判斷顯示器是否課程設(shè)計(jì) 處于“忙”狀態(tài)。在判斷液晶顯示器的狀態(tài)后，要將其使能端設(shè)置為高電平，為后面的程序做鋪墊。因?yàn)橹挥挟?dāng)該使能端由高電平跳變到低電平時(shí)，液晶模塊才可以執(zhí)行命令。圖4-2 顯示初始化流程圖4.3 計(jì)數(shù)子程序如圖4-3所示，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)整形輸入到74HC393中，采用矩形波下降沿開始計(jì)數(shù)，上升沿停止計(jì)數(shù)的方來(lái)計(jì)數(shù)，剛好對(duì)應(yīng)于正弦波一個(gè)完整周期，再輸入

19、到AT89C51單片機(jī)的P0、P2口。其程序流程圖如圖4-3所示。該頻率計(jì)利用定時(shí)器T0來(lái)完成計(jì)數(shù)功能，其參數(shù)選定原則是:(1)初值:TL0=00H，TH0=00H，50Hz左右的信號(hào)，大約相當(dāng)于104個(gè)機(jī)器周期，用16位計(jì)數(shù)器即可滿足，不會(huì)產(chǎn)生溢出。(2)TMOD的選擇:定時(shí)器T0采用方式1，由于后面要用到T1作為定時(shí)器，也采用方式1，故TMOD選取為11H。(3)TCON的選擇:這里不需要考慮中斷，故只選擇控制TR0就可以了，開始計(jì)數(shù)時(shí)，TR0置“1”，停止計(jì)數(shù)時(shí)清“0”。圖4-3 計(jì)數(shù)子程序流程圖 4.4 數(shù)制轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制流程圖如圖4-4所示。在計(jì)算機(jī)中，任何數(shù)據(jù)都以

20、二進(jìn)制形式出現(xiàn)，并在計(jì)算機(jī)中處理的。但是通過(guò)外部設(shè)備與計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)采用的是其他形式的數(shù)據(jù)，由于頻率計(jì)的顯示部分是用的1602LCD液晶顯示器，它不可以直接顯示二進(jìn)制數(shù)據(jù)，所以單片機(jī)要把P0、P2口讀入的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以被顯示器識(shí)別并顯示的十進(jìn)制數(shù)據(jù)。圖4-4 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)流程圖4.5 顯示子程序設(shè)計(jì)顯示子程序流程圖如圖4-5所示。數(shù)據(jù)由單片機(jī)的P0、P2口讀入，由單片機(jī)的P1口送出，被液晶顯示器接收，顯示器工作狀態(tài)由單片機(jī)的P3口控制，P3.7口控晶顯示器的4腳，4腳為RS，是寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時(shí)間選擇指令寄存器。P3.6腳控制顯示器的5腳，5腳為RW，

21、是讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)間可以寫入指令或者顯示地址，RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。P3.5腳控制顯示器的6腳，6腳為E端，是使能端，當(dāng)E端高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。在液晶顯示器開始工作之前要先初始化系統(tǒng)時(shí)鐘，再初始化I/O端口，最后初始化1602LCD模塊。在數(shù)據(jù)從單片機(jī)讀入后，先將數(shù)據(jù)顯示在液晶模塊的第一行，隨后切換到第二行顯示。圖4-5 1602LCD顯示程序流程圖5系統(tǒng)的功能調(diào)試先將電路圖在仿真軟件進(jìn)行仿真，在仿真沒(méi)有問(wèn)題的情況下，將元器件焊接在電路板上，然后進(jìn)行硬件

22、調(diào)試。硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和工藝性故障。首先進(jìn)行脫機(jī)調(diào)試，用萬(wàn)用表逐步檢查各個(gè)引腳，尤其是電源是否連接正確，單片機(jī)芯片是否正確插入底座。其次運(yùn)用軟件編輯程序，要生成目標(biāo)代碼文件，不斷地調(diào)試程序。加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“.ASM”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHZ。每一小塊程序編寫過(guò)后都進(jìn)行聯(lián)調(diào)，這樣可以及時(shí)觀察到自己所編的程序是否符合自己的目的，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)處理，可以避免當(dāng)有大量問(wèn)題后無(wú)法找出錯(cuò)誤的地方，可以提高編程的效率，也有利于最終將程序編寫出來(lái)。

23、調(diào)試過(guò)程：（1）首先將所寫的匯編程序拷入到89C51單片機(jī)中（2）將所焊接的硬件接通+5V的電源，保證數(shù)字頻率計(jì)能夠正常運(yùn)行。（3）估算一下所要測(cè)量信號(hào)的頻率是在( 1Hz,60MHz )，( 50MHz,2.0GHz)的那個(gè)頻率段，然后將開關(guān)電路的開關(guān)打向?qū)?yīng)的位置。（4）觀察并記錄液晶顯示1602LCD的實(shí)數(shù)。（5）將記錄的實(shí)際值與輸入信號(hào)的理論值作比較。檢測(cè)該數(shù)字頻率計(jì)的實(shí)際效果怎么樣。調(diào)試現(xiàn)象說(shuō)明：（1）實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)最多的現(xiàn)象就是液晶顯示屏1602LCD老是出現(xiàn)亂碼。 在確保電路硬件沒(méi)有問(wèn)題的情況下，檢查系統(tǒng)的程序發(fā)現(xiàn)是程序中的數(shù)制轉(zhuǎn)換子程序有點(diǎn)問(wèn)題，找到問(wèn)題后我到網(wǎng)上查找了一個(gè)數(shù)制轉(zhuǎn)換程

24、序，經(jīng)過(guò)我的修改后，替代原程序后，調(diào)試后發(fā)現(xiàn)液晶顯示屏沒(méi)有出現(xiàn)亂碼，系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。（2）系統(tǒng)正常運(yùn)行，記錄1602液晶顯示屏顯示的實(shí)數(shù)。如表5-1理論值（HZ）505k500k5M500M5G測(cè)量值(HZ)464.82K512K5,05M503M5,08G表5-1 理論值與測(cè)量值比較由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不難看出測(cè)量值與理論值比較接近，說(shuō)明本數(shù)字頻率計(jì)的性能很好，沒(méi)有什么大問(wèn)題。6 結(jié)論本課題設(shè)計(jì)的頻率計(jì)采用單片機(jī)AT89C51智能化控制，充分利用單片機(jī)內(nèi)部硬件資源和軟件功能，大大減少了硬件電路的復(fù)雜性，使電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔,有利于提高頻率計(jì)的工作可靠性。另外，用AT89C51 單片機(jī)替換傳統(tǒng)的頻率計(jì)，

25、硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于升級(jí)，能充分改善原有設(shè)備的性能，提高測(cè)試精度。 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)這門課程有了進(jìn)一步的理解，在本次設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)的過(guò)程中，學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，此外，通過(guò)在網(wǎng)上查找相關(guān)內(nèi)容，也學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟硬件的一些方法。參考文獻(xiàn)1 閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版），清華大學(xué)電子學(xué)教研組20052 張毅剛單片機(jī)原理及應(yīng)用（第2版）北京：高等教育出版社，20103 胡漢才, 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M. 清華大學(xué)出版社, 1997 4 毛謙敏，單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:國(guó)防工業(yè)出版社，20055涂時(shí)亮.單片微機(jī)MCS-51用戶手冊(cè)。上海:復(fù)旦大學(xué)出版社，1990 附錄附錄A 頻率計(jì)總

26、電路圖附錄B頻率計(jì)總程序Q0000: MOV SP,#60H ;堆棧設(shè)置Q0003: SETB P3.3 ;打開定時(shí)器開關(guān)SETB P3.5 ;啟動(dòng)定時(shí)器MOV P1,#01H ;清屏，PI口接1602的DB7-DB0，P1寫入控制字ACALL Q01DC ;等代LCD不忙MOV P1,#0CH ;顯示器開、光標(biāo)開、閃爍開，即為P1寫入控制字ACALL Q01DCMOV R0,#EFHQ0013: NOP ;延時(shí)DJNZ R0,Q0013 ;延時(shí)R0個(gè)周期MOV TMOD,#05H ;定時(shí)器方式一，啟動(dòng)了T0 Q0019: MOV P0,#FFH ;P0置高電平MOV P2,#FFH ;P0P

27、2端口賦值，P2置高電平MOV TL0,#00H ;清計(jì)數(shù)器MOV TH0,#00HCLR P3.3 ;INT1=0有效SETB TR0 ;啟動(dòng)計(jì)數(shù)器0SETB P3.2 ;開計(jì)數(shù)開關(guān)MOV R0,#0AHMOV R1,#32HMOV R2,#50HMOV R3,#02HNOP ;延時(shí)NOPNOPNOPNOPQ0038: MOV R1,#32H ;延時(shí)R0*32H*50H*02HNOPNOPNOPNOPNOPNOPQ0040: MOV R2,#50H Q0042: MOV R3,#02HQ0044: NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZ R3,Q0044DJNZ R2,Q0042

28、DJNZ R1,Q0040DJNZ R0,Q0038CLR P3.2 ;INT0=0,關(guān)閉計(jì)數(shù)器開關(guān)，停止計(jì)數(shù)值更新NOPNOPNOPCLR TR0 ;關(guān)閉計(jì)數(shù)器，在R0*32H*50H*02H延時(shí)內(nèi)計(jì)數(shù);讀入計(jì)數(shù)值MOV 20H,P0 ;讀P0口數(shù)值MOV 21H,P2 ;讀P2口數(shù)值MOV 22H,TL0 ;取計(jì)數(shù)值低位MOV 23H,TH0 ;取計(jì)數(shù)值高位SETB P3.3 ;INT1=1,打開定時(shí)器開關(guān);多(四)字節(jié)二轉(zhuǎn)十,入口R0為二進(jìn)制低位字節(jié)地址指針,R7為字節(jié)數(shù),出口R1為BCD碼結(jié)果低位字節(jié)地址指針MOV R0,#20HMOV R1,#30HMOV R7,#04HMOV A,

29、R0MOV R5,AMOV A,R1MOV R6,AMOV A,R7MOV R3,AINC R3CLR A ;累加器清零Q0077: MOV R1,AINC R1DJNZ R3,Q0077MOV A,R7MOV B,#08H ;將立即數(shù)8送入B中MUL AB ;A、B相乘，結(jié)果送入A中，A=32MOV R3,AQ0081: MOV A,R5MOV R0,AMOV A,R7MOV R2,ACLR CQ0086: MOV A,R0RLC AMOV R0,AINC R0DJNZ R2,Q0086MOV A,R6MOV R1,AMOV A,R7MOV R2,AINC R2Q0091: MOV A,R1

30、 ;得到低位數(shù)據(jù)ADDC A,R1 ;累加DA A ;十進(jìn)制調(diào)整MOV R1,A ;保存數(shù)據(jù)INC R1 ;進(jìn)一步循環(huán)得到第二位、第三位、第四位數(shù)據(jù)等DJNZ R2,Q0091DJNZ R3,Q0081MOV R0,#30HMOV R1,#24HQ009E: MOV A,R0ANL A,#0FHORL A,#30HMOV R1,AMOV A,R0ANL A,#F0HRL ARL ARL ARL AORL A,#30HINC R1MOV R1,AINC R0INC R1CJNE R0,#36H,Q009E;從高往低判斷，不是0就開始顯示MOV 2EH,#20HMOV R1,#2DHCJNE R1

31、,#30H,Q00F4MOV R1,#20HDEC R1CJNE R1,#30H,Q00F4MOV R1,#20HDEC R1CJNE R1,#30H,Q00F4MOV R1,#20HDEC R1CJNE R1,#30H,Q00F4MOV R1,#20HDEC R1CJNE R1,#30H,Q0112MOV R1,#20HDEC R1CJNE R1,#30H,Q0112MOV R1,#20HDEC R1CJNE R1,#30H,Q0112MOV R1,#20HDEC R1CJNE R1,#30H,Q0130MOV R1,#20HDEC R1CJNE R1,#30H,Q0130MOV R1,#2

32、0HDEC R1CJNE R1,#30H,Q0130AJMP Q016FQ00F4: MOV R0,#23HMOV R0,#4DHDEC R0MOV R0,#48HDEC R0MOV R0,#7AHDEC R0MOV R0,#20HMOV A,2CHMOV 2DH,AMOV A,2BHMOV 2CH,AMOV A,2AHMOV 2BH,AMOV 2AH,#2EHAJMP Q013DQ0112: MOV R0,#23MOV R0,#4BHDEC R0MOV R0,#48HDEC R0MOV R0,#7AHDEC R0MOV R0,#20HMOV A,29HMOV 2AH,AMOV A,28HMO

33、V 29H,AMOV A,27HMOV 28H,AMOV 27H,#2EHAJMP Q013DQ0130: MOV R0,#23HMOV R0,#48HDEC R0MOV R0,#7AHDEC R0MOV R0,#20HDEC R0MOV R0,#20HQ013D: MOV 10H,#53HMOV 11H,#49HMOV 12H,#47HMOV 13H,#4EHMOV 14H,#41HMOV 15H,#4CHMOV 16H,#20HMOV 17H,#46HMOV 18H,#52HMOV 19H,#45HMOV 1AH,#51HMOV 1BH,#55HMOV 1CH,#45HMOV 1DH,#4EHMOV 1EH,#43HMO