数字频率计

《数字频率计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字频率计（17页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业单片机课程设计单片机课程设计题题 目：目： 数字频率计数字频率计 班 级： 电气 084 姓 名： 王金龙 学 号： 指导教师： 路小娟 设计时间： 2011.1.14 评语：成绩 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目目 录录一 引言.21.1 课程设计的目的.21.2 课程设计的意义.2二 课程设计课题.2三 基本原理.2四 功能及按键说明.2五 主要硬件介绍.35.1 89C51 芯片介绍.35.2 六位 LED 显示器4六 程序流程图.55667八 源程序代码 7九 仿真结果与分析 10精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业14十一

2、参考文献15数字频率计数字频率计一、引言一、引言1.1 课程设计的目的课程设计的目的通过本次课程设计，巩固和加深“单片机原理与应用”中的理论知识，了解和应用 proteus 仿真系统，结合软硬件，基本掌握单片机的应用的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，并且提高自身查找和运用资料能力。1.2 课程设计的意义课程设计的意义通过本次课程设计，使得理论知识系统化，从中或得一些实战工作经验，提高个人与团体指挥的作用。二、课程设计课题二、课程设计课题频率计系统设计：用 AT89C51 单片机设计一个六位 LED 显示的频率计。三、基本原理三、基本原理本系统采用测量频率法，可将频率脉冲直接连接到

3、AT89C51 的 T0 端，将T/C1 用做定时器。T/C0 用做计数器。在 T/C1 定时的时间里，对频率脉冲进行计数。在 1S 定时内所计脉冲数即是该脉冲的频率。 图 1：测量时序图由于 T0 并不与 T1 同步，并且有可能造成脉冲丢失，所以对计数器 T0 做一定的延时，以矫正误差。具体延时时间根据具体实验确定。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业四、功能及按键说明四、功能及按键说明 P0.0P0.5 为 LED 位选择，其中 P0.5 指向十万位 P0.0 指向个位，RP1为 P0 口的上拉电阻。P2.0P2.7 为 LED 的段位选择，对应 LED 的A,B,C,D,E,F,G

4、,DP。P3.4 为待测频率入口。五五、主要硬件介绍、主要硬件介绍5.1 89C51 芯片介绍芯片介绍许多由关硬件设计中都使用到单片机 89C51，其功能7比以往的单片机强大的多。89C51 引脚图如图 3-2 所示。图 2： 89C51 引脚图芯片引脚功能：主电源引脚 Vcc 和 VssVcc（40 脚）：接5V 电压；Vss（20 脚）：接地；89C51 晶振接法如图 3-3。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 3：89C51 晶振接法图选用 6MHz 频率的晶体，允许输入的脉冲频率为 250kHz。电容的大小范围为 20pF40pF，本设计选用 30pF 电容。5.2 六位六位

5、 led 显示器显示器单片机应用系统中常使用 LED 作为显示器,在需多位 LED 显示时,为了简化电路,降低成本,常将所有门的选线并联在一起,由一个 8 位 I/O 口控制,而共阴(阳)I/O 线受控制，实现各部分时选通。图 4：6 位 LED 动态显示接口电路由于所有 6 位选线皆由一个 I/O 口控制,因此,在每一瞬间,6 位 LED 会显示精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业相同的字符。要想每位显示不同的字符,就必须采用扫描方阵轮流点亮各位 LED,即在每一瞬间只使某一位显示字符。在此瞬间,段选控制 I/O 口输出相应字符段选码(字型码),而位选则控制 I/O 口在该显示相应字符

6、。如此轮流,使每位分时显示该位应显示字符,根据人眼视觉特性,当 LED 所加信号频率大于 50Hz 时,人眼不能感觉其变化,所以每位显示的间隔不能超过 20ms,也就是说要在 20ms 之内分时的点亮所有 LED,LED 越多所分的时间越短,亮度就会不足;如果增加点亮时间,又会使扫描频率下降,有闪烁感容易造成人眼的彼劳,这种方式就是我们大家常用的动态扫描方式,也是此种显示器的主要工作方式。六、程序流程图六、程序流程图6.16.1 主程序主程序 mainmain 流程图流程图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2 2、定时、定时 50ms50ms 中断子程序中断子程序 xtimer1()x

7、timer1()流程图流程图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3 3、显示子程序、显示子程序 displaydisplay 流程图流程图七、原理图七、原理图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 5：频率计原理图八、源程序代码八、源程序代码/*简易数字频率计：T1 定时计器，T0 计数器，由 P34（/T0）口输入待测频率*/*T1 定时 1S，在这 1S 内 T1 的计数值就是待测的频率值。*/#include/头文件#include/头文件#define uchar unsigned char/宏定义#define uint unsigned int/宏定义sfr16 DPT

8、R=0 x82;/定义 DPTRbit status_F=1;/状态标志位uint aa, qian, bai,shi,ge,bb,wan,shiwan; /定义变量uchar cout;unsigned long temp;/定义长整型变量/*数码管显示 0-9*/uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业/*子函数声明*/void delay(uint z);void

9、 init();void display(uint shiwan,uint wan,uint qian,uint bai,uint shi,uint ge);void xtimer0();void xtimer1();/*主函数*/void main()P0=0XFF; /初始化 P0 口init();/调用定时器，计数器初始化while(1)if(aa=19)/定时 20*50MS=1Saa=0;/定时完成一次后清 0status_F=1;/完成计数 TR1=0; /关闭 T1 定时槛，定时 1S 完成delay(46); /延时较正误差TR0=0;/关闭 T0DPL=TL0; /计数量的低

10、 8 位DPH=TH0;/计数量的高 8 位temp=DPTR+cout*65535; /计数值放入变量shiwan=temp%/;wan=temp%/10000;qian=temp%10000/1000;/显示千位bai=temp%1000/100;/显示百位shi=temp%100/10;/显示十位ge=temp%10;/显示个位display(shiwan,wan,qian,bai,shi,ge); /调用显示函数精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业/*定时器，计数器初始化*/void init()temp=0;/变量赋初值aa=0;cout=0;IE=0X8A;/开中断，T0，T

11、1 中断TMOD=0 x15;/T1 为定时器工作于方式 1，T0 为计数器工作于方式 1TH1=0 x3c;/定时器赋高 8 初值 , 12M 晶振TL1=0 xb0;/定时器赋低 8 初值 , 12M 晶振TH0=0;/计数器赋高 8 初值初值TL0=0;/计数器赋低 8 初值TR1=1;/开定时器 1TR0=1;/开计数器 0/*显示子函数*/void display(uint shiwan,uint wan,uint qian,uint bai,uint shi,uint ge)P0=0 xdf;/P0 口是位选 1101 1111 改成 1111 1101 =0XDFP2=table

12、shiwan;/显示 shiwan 位delay(5);P0=0 xef;/P0 口是位选 1110 1111 改成 1111 1110 =0XFEP2=tablewan;/显示 wan 位delay(3);P0=0 xf7;/P0 口是位选 1111 01111 改成 0111 1111=0X7F P2=tableqian;/显示千位delay(3);P0=0 xfb;/P0 口是位选 1111 1011 改成 1011 1111=0XBFP2=tablebai;/显示百位delay(3);P0=0 xfd; /P0 口是位选 1111 1101 改成 1101 1111 =0XDF精选优质

13、文档-倾情为你奉上专心-专注-专业P2=tableshi;/显示十位delay(3);P0=0 xfe;/P0 口是位选 1111 1110 改成 1110 1111 =0XEFP2=tablege;/显示个位delay(3);/*定时中断子函数*/void xtimer1() interrupt 3TH1=0 x3c;/定时器赋高 8 初值TL1=0 xb0;/定时器赋低 8 初值aa+;/*计数器中断子函数*/void xtimer0() interrupt 1 cout+;/*延时子函数。延时 1MS*/void delay(uint z)uint i,j;for(i=0;iz;i+)f

14、or(j=0;j110;j+);/j 上限为 125九、仿真结果与分析九、仿真结果与分析此简易频率计的特点是由于加入了延时补偿，对于低频率脉冲能够准确计数，对于较高频率，则频率越高，误差越大。但总体来讲，误差相对较小。1、在 13257HZ,测量结果是准确的，如图 6 所示 1HZ，1KHZ，3257HZ 的仿真图：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 6：1HZ，1KHZ，3257HZ 的仿真图2、在 3258HZ9.5KHZ 的时候测量有误差并且慢慢减少。在 3258HZ 时候达到最大误差 0.03069%，如图。9.5KHZ 时候达到最小

15、误差 0.01368%。如图：图 7：测量 3258HZ 的仿真结果精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 8：测量 95013HZ 的仿真结果3、从 9.6KHZ999.7629KHZ，测量误差越来越大，在 9.6KHZ 为0.01458%，在 999.7629KHZ 时为 0.0237%图 9：测量 9.6KHZ 的仿真结果精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 10：测量 999.7629KHZ 的仿真结果十、课程设计心得体会十、课程设计心得体会在单片机应用系统设计时，必须先确定该系统的技术要求，这是系统设计的依据和出发点，整个设计过程都必须围绕这个技术要求来工作。在设计时遵

16、循从整体到局部也即自上而下的原则。把复杂的问题分解为若干个比较简单的、容易处理的问题，分别单个的加以解决。在设计开始时，我们应根据应用的和设计要求提出设计的总体任务，绘制硬件和软件的总框图。将总任务分解成可以独立表达的子任务，这些子任务再向下分，直到每个子任务足够简单，能够直接而容易的实现为止。在程序调试时应按各个功能模块分别调试。在程序设计时，正确合理的设计是非常重要的，比如说，有些执行程序以实时中断方式调用时，如果不正确的设计，有可能陷入无休止的中断申请，使程序无法正常工作。正确的程序设计包括程序的结构是否合理，一些循环结构和循环指令的使用是否恰当，能否使用较少的循环次数或较快的指令，是否

17、能把某些延迟等待的操作改为中断申请服务，能否把某些计算方法和查表技术适当简化等。另外程序的设计要具有可扩展性，程序的结构要标准化，便于阅读、修改和扩充。通过本次课程设计，我更加地了解和掌握单片机的基本知识和基本的编写程序，也更加深入地了解单片机这么课程，掌握汇编语言的设计和调试方法，熟悉 proteus 系统的操作及其功能应用，更加熟悉设计的流程及程序的组合、调用和系统的调试。在程序设计中，要善于调用或参考已有程序并加以修改，得到自己想要的能够实现硬件系统性能，这样可以节省很多时间，比如说，本次精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计中的那个额外增加的功能脉冲计数，就是调用 proteus 实验指导书里的程序并做一些修改而实现的。十一、参考文献十一、参考文献1 苏家.柏荣 ,志锋，单片机原理及应用技术,等教育出版社；2 李群芳，肖看.单片机原理、接口及应用.清华大学出版社；4 赫建国,刘立新,党剑华.基于单片机的频率计设计J.西安邮电学院学报；5 陈敬远.数字频率计的 VHDL 设计J.浙江传媒学院学报；3 proteus 系列单片机微机仿真实验系统 实验指导书（附录） ；