綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告——簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)

1、合 肥 學(xué) 院綜 合 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告題 目： 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 系 別： 電子信息與電氣工程系 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級(jí)： 姓 名： 導(dǎo) 師： 成 績(jī)： 2014 年 12 月 25 日 目目 錄錄摘摘 要要: :.11 1 引言引言.11.1 設(shè)計(jì)任務(wù).21.2 設(shè)計(jì)要求.22 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì).22.1 設(shè)計(jì)思路.22.2 總體方案設(shè)計(jì)與論證.22.3 各模塊方案設(shè)計(jì)與論證.42.3.1 主控制模塊方案的設(shè)計(jì)論證.42.3.2 波形變換模塊方案的設(shè)計(jì)論證.42.3.3 鍵盤模塊方案的設(shè)計(jì)論證.52.3.4 顯示模塊方案的設(shè)計(jì)論證.52.3.5 穩(wěn)壓電源模塊方

2、案的設(shè)計(jì)論證.62.4 方案確定.63 3 理論分析與計(jì)算理論分析與計(jì)算.73.1 脈沖寬度測(cè)量.73.2 頻率與周期測(cè)量.83.3 刷新時(shí)間.84 4 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì).84.1 穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì).84.2 主控制電路設(shè)計(jì).94.3 波形變換電路設(shè)計(jì).94.4 倍頻放大電路設(shè)計(jì).104.5 鍵盤電路設(shè)計(jì).114.6 顯示電路設(shè)計(jì).125 5 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì).126 6 系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試.146.1 測(cè)試條件.146.2 測(cè)試儀器.146.3 測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果及分析.147 7 總結(jié)總結(jié).168 8 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).16附錄附錄.17附錄 1 部分器件清單.17基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)

3、設(shè)計(jì)附錄 2 主函數(shù)程序及注釋.17摘摘 要要基于 ATmega128 單片機(jī)為主控制器，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)的制作。該簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)主要由主控制器電路、波形變換電路、倍頻放大電路、鍵盤顯示電路以及穩(wěn)壓電源電路等幾部分組成。該系統(tǒng)主要通過(guò)軟件控制，利用 AVR mega128 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器特有的捕獲低頻脈沖信號(hào)，并計(jì)數(shù)的功能，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制作。此外本系統(tǒng)由外置鍵盤實(shí)現(xiàn)刷新時(shí)間的調(diào)節(jié)，LCD12864液晶屏同步顯示頻率、周期、脈沖寬度以及刷新時(shí)間值。通過(guò)繼電器的切換控制，實(shí)現(xiàn)了低頻信號(hào)的倍頻放大以便于測(cè)量。最終本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)頻率、周期測(cè)量范圍在信號(hào)為方波、正弦波時(shí)幅度為 0.5V5

4、V；頻率為 1Hz10KHz；測(cè)量誤差1%等等要求。同時(shí)該系統(tǒng)具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊，易于控制，測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：ATmega128 波形變換 倍頻放大 繼電器切換 LCD 顯示1 1 引言引言隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種電子產(chǎn)品也層出不窮，種類繁多。但是每一種產(chǎn)品開發(fā)時(shí)都應(yīng)該少不了對(duì)信號(hào)的檢測(cè)，而檢測(cè)信號(hào)的頻率也是其中重要指標(biāo)之一。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的目的就是要設(shè)計(jì)出一種高效，高精度，價(jià)格便宜符合廣大群眾要求的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)。本設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)主要由主控制器電路、波形變換電路、倍頻放大電路、鍵盤顯示電路以及自制穩(wěn)壓電源電路等幾部分組成。在實(shí)際科研和測(cè)量?jī)x器中, 希望當(dāng)輸入信號(hào)的頻率

5、在 1Hz10KHz,甚至更高頻率，以及幅度在大范圍變化時(shí), 輸出信號(hào)的頻率、周期和脈沖寬度大小能按輸入信號(hào)的調(diào)節(jié)實(shí)時(shí)顯示, 且誤差小于 1%，甚至達(dá)到 0.01%的高精度。這就要求對(duì)電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),兼顧工藝制造以及軟件編程算法的準(zhǔn)確性，才能設(shè)計(jì)出性價(jià)比更高、性能穩(wěn)定的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)基于 AVR mega128 單片機(jī)為主控制器，將數(shù)字電路控制轉(zhuǎn)變成用軟件控制去實(shí)行，不但簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)易于控制，而且使得系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定，精度更高，從而了提高系統(tǒng)性價(jià)比。最終本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)頻率、周期測(cè)量范圍在信號(hào)為方波、正弦波時(shí)幅度為 0.5V5V；頻率為 1Hz10KHz；測(cè)基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易

6、數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)2量誤差1%等等要求。1.1.1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)。1.21.2 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求（1）頻率測(cè)量范圍：信號(hào)為方波、正弦波；幅度為 0.5V5V；頻率為1Hz10KHz；測(cè)量誤差1%。（2）周期測(cè)量范圍：信號(hào)為方波、正弦波；幅度為 0.5V5V；頻率為1Hz10KHz；測(cè)量誤差1%。（3）脈沖寬度測(cè)量范圍：信號(hào)為脈沖波；幅度為 0.5V5V；脈沖寬度10ms。測(cè)量誤差1%。（4）顯示器：十進(jìn)制數(shù)字顯示，六位數(shù)顯示，顯示刷新時(shí)間 110 秒連續(xù)可調(diào)，對(duì)上述三種測(cè)量功能分別用不同顏色的發(fā)光二極管指示。（5）自行設(shè)計(jì)并制作滿足本設(shè)計(jì)任務(wù)要求的穩(wěn)壓

7、電源。2 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.12.1 設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)思路綜合分析題目可知，要求頻率、周期測(cè)量范圍在信號(hào)為方波、正弦波時(shí)幅度為 0.5V5V；頻率為 1Hz10KHz；測(cè)量誤差1%。由于信號(hào)有正弦波，這就要求電路設(shè)計(jì)時(shí)有信號(hào)放大整形電路，使信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波以便于軟件設(shè)計(jì)時(shí)采集高低電平，捕獲信號(hào)上升下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量。又由于要求的頻率為1Hz10KHz，測(cè)量誤差1%，當(dāng)頻率較高時(shí)，計(jì)數(shù)測(cè)量的精度也較高，信號(hào)經(jīng)過(guò)波形變換，無(wú)需倍頻就可輸出；然而當(dāng)頻率小于 100Hz 時(shí)，由于測(cè)量誤差要求小于 1%，為達(dá)到高精度的要求，信號(hào)需要經(jīng)過(guò)倍頻放大后輸出以便于測(cè)量計(jì)數(shù)，這就需要通過(guò)繼電器的控制。至于脈沖寬度

8、測(cè)量時(shí)要求10ms，測(cè)量誤差1%，這使得軟件設(shè)計(jì)時(shí)要求的頻率100Hz 進(jìn)行捕獲計(jì)數(shù)。為滿足測(cè)量誤差精度的要求，顯示時(shí)要精度到小數(shù)點(diǎn)后三位。題目要求的十進(jìn)制數(shù)字，六位數(shù)顯示也正說(shuō)明這點(diǎn)。自行設(shè)計(jì)并制作的穩(wěn)壓電源要求紋波小，電壓穩(wěn)定，才能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。2.22.2 總體方案設(shè)計(jì)與論證總體方案設(shè)計(jì)與論證方案一：本方案主要以數(shù)字器件為核心，主要分為時(shí)基電路，邏輯控制電路，放大整形電路，閘門電路，計(jì)數(shù)電路，鎖存電路，譯碼顯示電路七大部分?；趩纹瑱C(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)3本方案使用大量的數(shù)字器件，被測(cè)信號(hào)經(jīng)放大整形電路變成計(jì)數(shù)器所要求的脈沖信號(hào)，其頻率與被側(cè)信號(hào)的頻率相同。同時(shí)時(shí)基電

9、路提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，其高電平持續(xù)時(shí)間 1s，當(dāng) 1s 信號(hào)來(lái)到時(shí)，閘門開通，被測(cè)脈沖信號(hào)通過(guò)閘門，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，直到 1s 信號(hào)結(jié)束閘門關(guān)閉，停止計(jì)數(shù)。若在閘門時(shí)間 1s 內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)得的脈沖個(gè)數(shù)為 N，則被測(cè)信號(hào)頻率 Fx = NHz。邏輯控制電路的作用有兩個(gè)：一是產(chǎn)生鎖存脈沖，是顯示器上的數(shù)字穩(wěn)定；二是產(chǎn)生清零脈沖，使計(jì)數(shù)器每次測(cè)量從零開始計(jì)數(shù)。方案一的原理框圖如下圖 1 所示： 邏輯控制電路時(shí)基電路放大整形電路閘門電路計(jì)數(shù)器鎖存器譯碼顯示器圖 1 方案一原理框圖方案二：以 AVR mege128 單片機(jī)為主控制核心，輸入信號(hào)通過(guò)放大波形變換電路，把被測(cè)的正弦波整形為方波，再經(jīng)過(guò)繼電器

10、切換是否選擇倍頻電路完成對(duì)低頻信號(hào)和高頻信號(hào)的放大以便于測(cè)量計(jì)數(shù)。本方案主要是利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)定時(shí)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的計(jì)數(shù)并且利用單片機(jī)的動(dòng)態(tài)掃描法把測(cè)出的數(shù)據(jù)送到顯示電路上顯示。其原理框圖如下圖 2 所示：基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)4信號(hào)輸出信號(hào)輸入鍵盤控制液晶顯示AVRmege128 單片機(jī)波形變換倍頻放大繼電器圖 2 方案二原理框圖通過(guò)分析比較以上兩種方案可以知道，方案二以 AVR mege128 單片機(jī)為控制核心，使用的元器件少，外圍電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔清晰，調(diào)試簡(jiǎn)單，只要改變程序的設(shè)定值則可以實(shí)現(xiàn)不同頻率范圍的測(cè)試且能通過(guò)按鍵切換自動(dòng)選擇測(cè)試的數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)性能穩(wěn)定。與方案二相比較方案一則使

11、用了大量的數(shù)字元器件，原理電路復(fù)雜，硬件調(diào)試麻煩。如要測(cè)量高頻的信號(hào)還需要加上分頻電路，成本高，從而降低了系統(tǒng)的性價(jià)比?；谏鲜霰容^，所以選擇了方案二。2.32.3 各模塊方案設(shè)計(jì)與各模塊方案設(shè)計(jì)與論證論證2.3.12.3.1 主控制模主控制模塊方案的設(shè)計(jì)論證塊方案的設(shè)計(jì)論證方案一：采用比較通用的 51 系列單片機(jī) STC89C52。此系列單片機(jī)的運(yùn)算能力強(qiáng)，軟件編程簡(jiǎn)單，外圍電路靈活，自由度大。雖然該系統(tǒng)采用單片機(jī)為核心，能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，但核心控制部件使用 89C51 時(shí)，未達(dá)到合計(jì)精度的要求；此外設(shè)計(jì)時(shí)需要捕獲低頻率信號(hào)，使用 89C52 時(shí)外圍電路必須加上相應(yīng)電路，這就使得整個(gè)系統(tǒng)硬件

12、電路比較復(fù)雜，從而系統(tǒng)的性價(jià)比降低。方案二：采用 AVR 系列單片機(jī) ATmaga128。此單片機(jī)功能較強(qiáng)，兼容性好，性價(jià)比高；具有體積小，集成度高，易擴(kuò)展，可靠性高，功耗小以及具有較高的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算能力，運(yùn)行速度快。最主要的是 ATmaga128 單片機(jī)內(nèi)部集成了很多定時(shí)器，定時(shí)器有捕獲脈沖信號(hào)的功能，通過(guò)捕獲信號(hào)的上升沿和下降沿的，并進(jìn)行計(jì)數(shù)。這給軟件設(shè)計(jì)調(diào)試、維護(hù)和功能的擴(kuò)展，以及電路設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便和性能的提高，帶來(lái)了極大的便利。通過(guò)對(duì)比分析，由于系統(tǒng)對(duì)控制器快速性要求較高，同時(shí)基于 AVR 系列單片機(jī) ATmaga128 具有 8 位精簡(jiǎn)指令集，擁有豐富的定時(shí)器，定時(shí)器具有獨(dú)特的捕獲脈沖

13、信號(hào)并進(jìn)行計(jì)數(shù)的特點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，且有寬電壓，低功耗等優(yōu)點(diǎn)，基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)5我們選用方案二，即主控制器采用 AVR 系列單片機(jī) ATmaga128。2.3.22.3.2 波形變換模塊方案的設(shè)計(jì)論證波形變換模塊方案的設(shè)計(jì)論證考慮到所輸入的信號(hào)有正弦波，而且最小幅值為 0.5V。單片機(jī)所能讀入的信號(hào)只能是數(shù)字信號(hào)的方波，所以正弦波在輸入單片機(jī)之前必須通過(guò)放大整形電路變成脈沖波。方案一：采用晶體管 3DG100 與 74LS00 等組成，其中 3DG100 組成放大器將輸入頻率為 Fx 的周期信號(hào)如正弦波，三角波等進(jìn)行放大。與非門 74LS00 構(gòu)成施密特觸發(fā)器，它對(duì)放大器的輸出信

14、號(hào)進(jìn)行整形，使之成為矩形脈沖。方案二：利用過(guò)零比較器，實(shí)現(xiàn)正弦波轉(zhuǎn)換，該設(shè)計(jì)本身電路較簡(jiǎn)單，但由于過(guò)零比較器使用單門限電壓，所以抗干擾能力較差。方案三：直接采用施密特觸發(fā)器進(jìn)行變換與整形。而施密特電路可用高精度、高速運(yùn)算電路搭接而成，也可采用專用施密特觸發(fā)器構(gòu)成，還可以選用NE5532 電路構(gòu)成。如采用集成運(yùn)放 OP07 和 NE5532 等組成，OP07 對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，NE5532 構(gòu)成施密特觸發(fā)器，對(duì)放大信號(hào)進(jìn)行整形。綜上所述，上述幾種方案均能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的放大整形，但考慮到晶體管沒(méi)有集成運(yùn)放工作穩(wěn)定，而且用 OP07 構(gòu)成的放大電路對(duì)放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)更為簡(jiǎn)單。綜合考慮，我們選擇方案三。

15、且施密特電路采用高精度、高速運(yùn)算放大器NE5532 構(gòu)成，能縮短波形上升時(shí)間和下降時(shí)間，使得輸出方波的上升時(shí)間和下降時(shí)間可做到小于 0.5us。調(diào)節(jié) Rw,輸出幅度可調(diào)節(jié)到 0.5V5V,相對(duì)而言更符合題目指標(biāo)要求，而且方案三外圍電路簡(jiǎn)單，成本低。2.3.32.3.3 鍵盤模塊方案的設(shè)計(jì)論證鍵盤模塊方案的設(shè)計(jì)論證方案一：選用獨(dú)立按鍵。獨(dú)立按鍵只是一個(gè)按鍵，只能控制一條線路的通斷。當(dāng)需要用到多個(gè)按鍵時(shí)，會(huì)占用大量的 I/O 口，一般適用于按鍵少的地方，但其編程容易。方案二：選用點(diǎn)陣式鍵盤。該方式適用于按鍵多的情況，此電路采用較少的按鍵，雖然可以減少占用口線的條數(shù)，但其編程比較麻煩，我們對(duì)之不熟悉

16、且用之不廣，在此設(shè)計(jì)中，故不選用它。方案三：選用矩陣鍵盤。在單片機(jī)通信中，運(yùn)用到較多的鍵盤就是矩陣鍵盤。矩陣鍵盤可以用較少的 I/O 口就能得到較多的按鍵。這樣，一個(gè)端口（如P1 口）就可以構(gòu)成 4*4=16 個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯。比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20 鍵的鍵盤，然而直接用端口線則只能多出一鍵（9 鍵） 。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤是合理的。本系統(tǒng)中，需要運(yùn)用到鍵盤的地方較多。 比如頻率、周期測(cè)量選擇鍵，脈沖寬度測(cè)量鍵以及用于調(diào)節(jié)刷新時(shí)間的+-鍵等等。為了滿足設(shè)計(jì)需要，本設(shè)基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)6計(jì)采用

17、方案三，選用矩陣鍵盤。2.3.42.3.4 顯示模塊方案的設(shè)計(jì)論證顯示模塊方案的設(shè)計(jì)論證方案一: 采用 LED 數(shù)碼管顯示。LED 數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)相對(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單方便且應(yīng)用廣泛，同時(shí)程序編程也相對(duì)較簡(jiǎn)單，在光線較強(qiáng)的地方也能夠很好的顯示，受環(huán)境的影響較小。但是，數(shù)碼管占用的 IO 口較多，且顯示字符相對(duì)狹隘。方案二: 采用 LCD1602 液晶顯示。LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。這樣在顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候就比較的直觀，同時(shí)在一定程度上也增

18、加了字符的豐富感。方案三：采用 LCD12864 顯示。LCD12864 是一種內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊。其顯示分辨率為 12864 點(diǎn)；內(nèi)置漢字字庫(kù)（可提供 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字、簡(jiǎn)繁體可選)和 128 個(gè) 168 點(diǎn)陣字符； LCD12864 采用 4 位/8 位并行、2 線或 3 線串行多種接口方式，其接口方式靈活，操作簡(jiǎn)單、方便。該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊?；谠O(shè)計(jì)的需求，如果選用數(shù)碼管顯示輸出頻率、周期、脈沖寬度、刷新時(shí)間等

19、，不僅需要自行設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，數(shù)碼管顯示還需要相關(guān)的譯碼電路，且占用較多的單片機(jī) I/O 口，同時(shí)會(huì)占用很多時(shí)間來(lái)刷新顯示；而 LCD12864 的驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)在模塊內(nèi)集成好了，且外圍電路設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，占用較少的單片機(jī)I/O 口，且自動(dòng)完成刷新功能。相對(duì)于 LCD1602 而言，12864 顯示的內(nèi)容更加豐富，能滿足設(shè)計(jì)要求。綜合考慮電路結(jié)構(gòu)，占用單片機(jī)的 I/O 口多少以及十進(jìn)制數(shù)字，六位數(shù)顯示頻率、周期、脈沖寬度、刷新時(shí)間等多信息，我們決定選用方案三，采用 LCD12864 作為顯示模塊。2.3.52.3.5 穩(wěn)壓電源模塊方案的設(shè)計(jì)論證穩(wěn)壓電源模塊方案的設(shè)計(jì)論證方案一：采用開關(guān)電源。當(dāng)電源的

20、輸出電流過(guò)大時(shí)，開關(guān)電源能夠自動(dòng)切斷電流；當(dāng)輸出電流過(guò)小時(shí)，開關(guān)電源能使其增大，起到保護(hù)電路的作用。但考慮到開關(guān)電源的價(jià)格高，而且其輸出的紋波比較大，故不采用。方案二: 采用普通的穩(wěn)壓二極管自制穩(wěn)壓電源。由于普通的穩(wěn)壓管其穩(wěn)壓出來(lái)的電壓不穩(wěn)定,且紋波電壓也較大，而此系統(tǒng)要求高精度的電壓輸出且需要多個(gè)電源，為了避免使輸出的電壓受到影響，故不使用。方案三：采用三端集成穩(wěn)壓器自制穩(wěn)壓電源。三端穩(wěn)壓管內(nèi)部集成有調(diào)整電路、取樣電路、基準(zhǔn)電路、啟動(dòng)電路及保護(hù)電路等，它有完整的功能體系、健全的保護(hù)電路、安全可靠的工作性能，給穩(wěn)壓電源的制作帶來(lái)了極大的方便，基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)7其輸出的電壓穩(wěn)定，且

21、效果很好。通過(guò)分析可知，穩(wěn)壓電源主要為主控制電路、波形變換電路以及倍頻電路等提供穩(wěn)定的直流電壓。故本系統(tǒng)需要多個(gè)電源，比如提供單片機(jī)的工作電壓為 5V，提供給 OP07、NE5532 的工作電壓為15V 等。因此，采用三端穩(wěn)壓器7815、7915、7805 和 7905 制作穩(wěn)壓電源，提供各模塊各器件所需電壓。即我們采用方案三，此電源體積小，輸出電壓穩(wěn)定，紋波小，能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，易于制作。2.42.4 方案方案確定確定通過(guò)上述各模塊各種方案的論證選擇，簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)主要由主控制器電路波形變換電路、倍頻放大電路、鍵盤顯示電路以及穩(wěn)壓電源電路等幾部分組成。本系統(tǒng)最終設(shè)計(jì)方案如下圖 3 所示：A

22、VRmege128倍頻放大（100 倍）波形變換電路繼電器切換0100Hz矩陣鍵盤Lcd 顯示自制電源100Hz圖 3 系統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)工作原理：該系統(tǒng)主要通過(guò)軟件控制，利用 AVR mege128 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器特有的捕獲脈沖信號(hào)上升下降沿，并計(jì)數(shù)的功能，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制作。當(dāng)輸入信號(hào)時(shí)，首先通過(guò)波形變換電路將其轉(zhuǎn)變成矩形波后輸出。當(dāng)單片機(jī)接收到外部信號(hào)輸入時(shí)，定時(shí)器能記錄第一次脈沖的上升沿到下一次脈沖的上升沿的時(shí)間間隔，并將其顯示在液晶上，這時(shí)間間隔即為輸入信號(hào)的周期，而其倒數(shù)即為輸入信號(hào)的頻率。而測(cè)量脈沖寬度時(shí)，從外部信號(hào)的高電平開始計(jì)時(shí)，到出現(xiàn)低電平時(shí)結(jié)束，這段時(shí)間即為脈沖寬度。當(dāng)頻

23、率較高時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)波形變換，無(wú)需倍頻就可輸出，然而當(dāng)頻率小于 100Hz 時(shí)，需要經(jīng)過(guò)倍頻放大后輸出以便于測(cè)量計(jì)數(shù)，這就需要通過(guò)繼電器的控制。此外本系統(tǒng)由外置鍵盤實(shí)現(xiàn)刷新時(shí)間的調(diào)節(jié)以及顯示內(nèi)容的變化，并由 LCD12864 液晶屏同步顯示頻率、周期、脈沖寬度以及刷新時(shí)間值，人機(jī)界面友好,操作簡(jiǎn)單方便。單片機(jī)與各模塊基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)8各器件所需的電壓由自制的穩(wěn)壓電源提供。3 3 理論分析與計(jì)算理論分析與計(jì)算3.13.1 脈沖寬度測(cè)量脈沖寬度測(cè)量脈沖寬度的測(cè)量用的是 AVR 單片機(jī)內(nèi)部 16 位定時(shí)器 T3 的輸入捕獲功能，將脈沖信號(hào)的高電平持續(xù)的時(shí)間寄存起來(lái)。設(shè)計(jì)時(shí)所用單片機(jī)的外部

24、晶振為8M，在程序設(shè)計(jì)時(shí)把 T3 的時(shí)鐘源設(shè)置成 256 分頻，也就是系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的1/256 倍，即 T=8M/256=31250Hz,在 T3 計(jì)時(shí)器沒(méi)有溢出的前提下所記的時(shí)間t=65536*31250*10-6 =2048ms,而題目要求脈沖寬度10ms，所以這個(gè)精度就夠了。每隔一秒讀取寄存器的值為 value,則脈沖寬度=value*31250*10-5。3.23.2 頻率與周期測(cè)量頻率與周期測(cè)量脈沖寬度的測(cè)量用的是 AVR mege128 單片機(jī)內(nèi)部 16 位定時(shí)器 T1 的輸入捕獲功能，將脈沖信號(hào)的上升沿捕獲，在捕獲中斷函數(shù)里將變量 F 自加，另外利用 T1 定時(shí)器的定時(shí)功能每一秒

25、讀一次變量 F 的值，即所測(cè)信號(hào)的頻率為 F，周期為 1/F。3.33.3 刷新時(shí)間刷新時(shí)間系統(tǒng)刷新時(shí)間的顯示是通過(guò)鍵盤設(shè)定，LCD12864 顯示的，當(dāng)控制鍵盤按下時(shí)有鍵值，軟件程序通過(guò)判斷鍵值是否大于 10 來(lái)刷新數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)鍵值小于等于 10 時(shí)，在 110s 每設(shè)定任何一個(gè)整數(shù)刷新時(shí)間，輸入一個(gè)信號(hào)，系統(tǒng)會(huì)在設(shè)定的刷新時(shí)間值內(nèi)由 LCD12864 實(shí)時(shí)顯示輸入信號(hào)的頻率、周期、脈沖寬度以及刷新時(shí)間值；當(dāng)鍵值大于 10 時(shí)，程序跳出刷新時(shí)間函數(shù)，執(zhí)行另外的程序函數(shù)。本系統(tǒng)刷新時(shí)間的設(shè)定與顯示缺點(diǎn)在于，鍵盤只能在 110s 內(nèi)設(shè)定整數(shù)值，相應(yīng)的 LCD12864 也只能顯示 110s

26、 內(nèi)的整數(shù)秒值，可自動(dòng)加減，但是不能在110s 內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并顯示。4 4 硬件硬件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)4.14.1 穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)作為一個(gè)電路系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電源當(dāng)然是必不可少的。從 220V、50HZ 市電取電，經(jīng)過(guò) 18V 變壓器進(jìn)行降壓，得到 18V 的交流電，再通過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓電路，獲得所需的直流電壓。通過(guò)分析可知本系統(tǒng)需要多個(gè)電源，單片機(jī)的工作電壓為 5V，提供給 OP07、NE5532 的工作電壓為15V 等。因此，采用三端穩(wěn)基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)9壓器 7815、7915、7805 和 7905 制作穩(wěn)壓電源，提供各器件各模塊所需的電壓。電源電路如下圖 4 所示：圖

27、 4 穩(wěn)壓電源電路電源對(duì)于濾波電容的選擇，要考慮三點(diǎn)：整流管的壓降；V157815/7915 最小允許壓降 Ud；電網(wǎng)波動(dòng) 10。由此而計(jì)算得允許紋波的峰-峰值：。 按近似電流放電計(jì)算，)(9 . 4157 . 0)101 (21800VUdu并設(shè)=（通角） ，則 C=。故選取濾波電容00utIuF14309 . 4100/17 . 0C=2200uF/30V。電源計(jì)算允許最大紋波峰-峰值：V5故選取濾波電容 C=4700uF/16V。)(350076. 2100/11)(76. 253 . 24 . 1)101 (2900uFutICVu4.24.2 主控制電路主控制電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)本簡(jiǎn)易數(shù)字頻

28、率計(jì)系統(tǒng)基于單片機(jī)AVRmege128為核心控制器，利用其內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器捕獲脈沖信號(hào)上升下降沿，以及時(shí)間，并進(jìn)行計(jì)數(shù)。其電路原理圖如下圖5所示：基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)10圖 5 主控制電路4.34.3 波形變換電路波形變換電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)由于輸入信號(hào)的幅值范圍在 0.5V-5.0V，所以要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大。由于輸入信號(hào)有正弦波、三角波等，單片機(jī)所能識(shí)別的是 TTL 電平，即只能是數(shù)字信號(hào)的方波，所以正弦波在輸入單片機(jī)之前必須通過(guò)放大整形電路變成脈沖波。本系統(tǒng)波形變換電路采用集成運(yùn)放 OP07 和 NE5532 等組成，OP07 對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，NE5532 構(gòu)成施密特觸發(fā)器，對(duì)放

29、大信號(hào)進(jìn)行整形。其電路如下圖6 所示：圖 6 波形變換電路基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)114.44.4 倍頻放大電路設(shè)計(jì)倍頻放大電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的頻率計(jì)數(shù)為 1Hz10KHz。當(dāng)頻率較高時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)波形變換，無(wú)需倍頻就可輸出，然而當(dāng)頻率小于 100Hz 時(shí)，需要經(jīng)過(guò)倍頻放大后輸出以便于以便于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器捕獲脈沖信號(hào)，并進(jìn)行計(jì)數(shù)，這就需要通過(guò)繼電器的控制。為便于捕獲，提高精度的測(cè)量，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 100 倍頻，將小于 100Hz 的頻率放大 100 倍。該模塊由鎖相環(huán) CD4046 和 10 位的計(jì)數(shù)器 CD4518 組成，具體實(shí)現(xiàn)電路如下圖 7 所示：圖 7 倍頻放大電路4.54.5 鍵

30、盤電路設(shè)計(jì)鍵盤電路設(shè)計(jì)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要運(yùn)用到鍵盤的地方較多，為了滿足設(shè)計(jì)需要，我們選用 44 矩陣鍵盤。系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用鍵值掃描來(lái)判斷是否有鍵按下，并確定鍵值。44 矩陣鍵盤的電路原理圖如下圖 8 所示：基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)12S9SW-PBS10SW-PBS13SW-PBS14SW-PBS5SW-PBS1SW-PBS2SW-PBS3SW-PBS4SW-PBS6SW-PBS7SW-PBS8SW-PBS11SW-PBS12SW-PBS15SW-PBS16SW-PBKEY0KEY1KEY2KEY3KEY4KEY5KEY6KEY7KEY0KEY1KEY2KEY3KEY4KEY5KEY6KEY

31、712345678R4CON8圖 8 鍵盤電路4.64.6 顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)用十進(jìn)制數(shù)，六位數(shù)顯示輸入信號(hào)的頻率值、周期值、脈沖寬度以及刷新時(shí)間值，所以顯示電路是少不了的。這里采用 LCD12864 液晶屏進(jìn)行顯示，LCD12864 的驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)在模塊內(nèi)集成好了，且外圍電路設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，占用較少的單片機(jī) I/O 口。本系統(tǒng) LCD12864 接與單片機(jī)的 PB 口，電路如下圖9 所示： 圖 9 顯示電路5 5 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)對(duì)于單片機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是必不可少的，這里采用ICCV7 for AVR 軟件為開發(fā)平臺(tái)，C 語(yǔ)言為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，以模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行程序設(shè)

32、計(jì)。程序各部分分別做成模塊，主程序做成不同的界面，各模塊按主程序調(diào)用子程序的方式執(zhí)行。軟件實(shí)現(xiàn)的功能有：定時(shí)器捕獲脈沖信號(hào)、鍵盤控制、繼電器切換、LCD 顯示等。主函數(shù)流程圖如下圖 10 所示，測(cè)量頻率、周期、脈沖寬度的程序如下圖 11 所示。基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)13初始化定時(shí)器開 始按鍵控制模式選擇測(cè)量 T 與 F測(cè)量脈沖結(jié) 束LCD 顯示圖 10 主程序流程圖T3 捕獲上升沿與下降沿，并記錄差值開 始標(biāo)志位 flag= =1?啟動(dòng) T1，關(guān)閉T3T3 捕獲信號(hào)上升沿并計(jì)數(shù)處理計(jì)數(shù)值并顯示結(jié) 束開始標(biāo)志位 flag= =2？結(jié)束啟動(dòng) T1，關(guān)閉T3處理差值并顯示基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字

33、頻率計(jì)設(shè)計(jì)14圖 11 測(cè)量頻率、周期（左）和脈沖寬度流程圖（右）6 6 系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試6.16.1 測(cè)試測(cè)試條件條件根據(jù)題目各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求對(duì)系統(tǒng)作了全面的測(cè)試。自制的穩(wěn)壓電源給系統(tǒng)供電，通過(guò)鍵盤控制刷新時(shí)間的調(diào)節(jié)和進(jìn)行顯示模式的切換，由 LCD12864 實(shí)時(shí)顯示頻率、周期、脈沖寬度以及刷新時(shí)間。系統(tǒng)容易受到溫度和強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾，測(cè)試時(shí)必須在室溫且無(wú)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾的條件下進(jìn)行，并要確保供電電源的穩(wěn)定性。6.26.2 測(cè)試儀器測(cè)試儀器測(cè)試使用的儀器設(shè)備如下表 1 所示：表 1 測(cè)試使用儀器與設(shè)備序號(hào)儀器名稱型號(hào)、規(guī)格主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)量1模擬示波器 GDS-206260MHz、1GSs12EE164

34、2C 型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器13變壓器18V214數(shù)字萬(wàn)用表 FLUKE1114 位25智能計(jì)算器82Ms ADG9811016.36.3 測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果及分析及分析1 1、頻率、周期的測(cè)量、頻率、周期的測(cè)量當(dāng)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸入信號(hào)為正弦波，電壓設(shè)定為 0.49V 時(shí)。制作的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)用 LCD12864 顯示的頻率、周期如下表 2 所示：表 2 頻率、周期測(cè)量數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)記錄(室溫) 5 測(cè)量時(shí)間：2013 年 12 月 10 日序號(hào)/項(xiàng)目設(shè)定頻率f0設(shè)定周期T0實(shí)測(cè)頻率 f實(shí)測(cè)周期 T頻率誤差周期誤差11.402Hz0.713s001.400Hz0714.33ms

35、0.14%0.19%211.981Hz0.084s011.980Hz0083.52ms0.008%0.06%基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)153509.36Hz0.002s00509.0Hz0002.01ms0.07%0.5%49.9944KHz0.100ms09997.0Hz00000.1ms0.03%0%系統(tǒng)測(cè)試時(shí)主要由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸入信號(hào)，采用 LCD12864 顯示的頻率、周期值與輸入信號(hào)給定的頻率、周期對(duì)比可分析出制作的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)測(cè)外界信號(hào)時(shí)頻率、周期的精度，即測(cè)量誤差是否滿足1%的要求。利用誤差測(cè)量公式 Wf%=|f-f0|/f,WT%=|T-T0|/T 即可算出頻率與周期的

36、測(cè)量誤差。由上述數(shù)據(jù)可知，頻率、周期的測(cè)量誤差滿足題目要求的1%。當(dāng)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸入信號(hào)為方波，電壓設(shè)定在 0.55V 范圍內(nèi)時(shí)也能滿足題目設(shè)計(jì)要求，這里數(shù)據(jù)沒(méi)有附加。整個(gè)操作測(cè)量過(guò)程，鍵盤設(shè)定 110s 的刷新時(shí)間都可以實(shí)現(xiàn)。2 2、脈沖寬度測(cè)量、脈沖寬度測(cè)量脈沖寬度測(cè)量時(shí)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸入信號(hào)，通過(guò)對(duì)比示波器上顯示的脈沖寬度值 t0 和 LCD12864 液晶顯示的脈沖寬度值 t，可分析出設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量脈沖信號(hào)時(shí)測(cè)量誤差是否1%，且是否滿足10ms 的要求。脈沖寬度測(cè)量見(jiàn)下表 3 所示：表 3 脈沖寬度測(cè)量數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)記錄(室溫) 8 測(cè)量時(shí)間：2013 年 12 月 10日序

37、號(hào)/項(xiàng)目電壓設(shè)定頻率設(shè)定脈寬t0脈寬t脈寬誤差Wt%10.49V9.507Hz52.41ms0052.41ms0%22.07V9.507Hz52.40ms0052.42ms0.04%32.07V72.724Hz1.56ms1.56ms0%根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果可知，本系統(tǒng)測(cè)量外界脈沖信號(hào)時(shí)的脈沖寬度滿足10ms的要求，上述脈寬1.56ms10ms是由于輸入信號(hào)給的信號(hào)問(wèn)題，導(dǎo)致脈寬達(dá)不到要求，并非系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題。由誤差測(cè)量公式Wt%=|t-t0|/t0計(jì)算的結(jié)果滿足1%的要求。電壓在0.55V范圍內(nèi)可調(diào)，刷新時(shí)間可用鍵盤設(shè)定110s，并且LCD12864可實(shí)時(shí)顯示。 同時(shí)有上述數(shù)據(jù)可得，同種輸入信號(hào)的

38、頻率一定，電壓不同時(shí)，脈沖寬度近似是相同的；電壓相同，頻率不同時(shí)，脈寬隨頻率的增大而減小。基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)167 7 總結(jié)總結(jié)簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)，在我們?nèi)軙r(shí)間的努力下，基本上達(dá)到了題目的所有要求。回首制作前后，思緒萬(wàn)千，感慨頗多。本系統(tǒng)主要有主控制器電路、波形變換電路、倍頻放大電路、鍵盤顯示電路以及穩(wěn)壓電源電路等幾部分組成。該簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)的外圍電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔而緊湊，充分體現(xiàn)了“簡(jiǎn)易”二字；然而系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)不但采用模塊化編程，結(jié)構(gòu)清晰嚴(yán)謹(jǐn)，而且算法設(shè)計(jì)相對(duì)精確，使得系統(tǒng)性能優(yōu)良，穩(wěn)定性好。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)將數(shù)字電路控制轉(zhuǎn)變成用軟件控制去實(shí)行，不但簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)易于控制

39、，而且使得系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定，精度更高，從而了提高系統(tǒng)性價(jià)比?；诖耍到y(tǒng)對(duì)軟件設(shè)計(jì)要求相當(dāng)高，編寫程序時(shí)也遇到了一定的困難。比如利用 ATmega128 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器特有的捕獲脈沖信號(hào)并進(jìn)行計(jì)數(shù)的功能實(shí)現(xiàn)脈沖寬度的測(cè)量時(shí)，遇到了一定的困難，但是通過(guò)分析題目要求，轉(zhuǎn)化為從頻率角度出發(fā)，經(jīng)過(guò)計(jì)算通過(guò)標(biāo)志位判斷計(jì)數(shù)多小，從而得到了很好的解決。硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，遇到的問(wèn)題在波形變換電路部分，即信號(hào)放大整形電路。起初設(shè)計(jì)的電路，波形整形后不穩(wěn)定，同時(shí)有自激。但通過(guò)幾次元器件的選擇，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)便使問(wèn)題得到了解決。雖然最終本系統(tǒng)幾乎達(dá)到了題目的所有要求，但是系統(tǒng)刷新時(shí)間調(diào)節(jié)顯示的設(shè)計(jì)并沒(méi)有完全符合題目設(shè)

40、計(jì)要求。設(shè)計(jì)時(shí)我們實(shí)現(xiàn)了刷新時(shí)間 110s 的變化，但是步進(jìn)為 1s,只能實(shí)現(xiàn) 110s 任意一個(gè)整秒的變化，不能滿足題目要求的刷新時(shí)間的連續(xù)的可調(diào)。這點(diǎn)缺陷是因?yàn)閷忣}不清的原因造成的，以后會(huì)多加注意。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，讓我們將所學(xué)過(guò)的知識(shí)綜合起來(lái)考慮、分析，使我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握更加深入，應(yīng)用起來(lái)也更加得心應(yīng)手，同時(shí)對(duì)儀器儀表類題目的制作有了更深的了解。在以后的制作過(guò)程中，我們會(huì)多方面考慮以提高系統(tǒng)性能。最后，感謝學(xué)校的老師們能給我們這樣好的一個(gè)平臺(tái)去檢驗(yàn)自己的理論知識(shí)！我相信，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，在下一階段的學(xué)習(xí)中我們會(huì)更加努力，力爭(zhēng)學(xué)得更好！基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)178 8 參考文獻(xiàn)參考

41、文獻(xiàn)1 黃志偉.全國(guó)電子大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽.北京：電子工業(yè)出版社，20102 陳永真.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題精解選.北京：電子工業(yè)出版社，20093 高吉祥.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程之模擬電子線路設(shè)計(jì). 北京：電子工業(yè)出版社,20074 電子技術(shù)基礎(chǔ).模擬部分/康光華主編；華中科技大學(xué)電子技術(shù)課程組編.第五版 北京：高等教育出版社，2006.1附錄附錄附錄附錄 1 1 部分器件清單部分器件清單附錄附錄 2 2 主函數(shù)程序主函數(shù)程序及注釋及注釋#include 器件名規(guī)格數(shù)量（個(gè)）器件名規(guī)格數(shù)量（個(gè)）單片機(jī)ATmega1281整流橋1電解電容2200uF/50V2變壓器182V1電

42、解電容10uF/50V4繼電器1電解電容3300uF/50V2CD40462電解電容100uF/25V2CD45183電解電容1uf/50v1OP071電解電容4.7uf/25V1LCD128641電解電容47uf/50v2電位器2k4瓷片電容10210繼電器1瓷片電容10410矩陣鍵盤441電阻506散熱片3電阻1006排插若干電阻5006插座若干電阻1k10杜邦線若干電阻10k6自鎖開關(guān)若干電阻50k2電阻10M1基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)18#include #include 12864.h#include delay.h#include deal.h#include keyscan

43、.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define jdq_L PORTC &= BIT(4)#define jdq_H PORTC |= BIT(4)voidvoid timer1_capture();/產(chǎn)生捕獲中斷voidvoid hz(uint i,uchar *p);voidvoid timer1_over();/每秒產(chǎn)生中斷一次voidvoid display_1(voidvoid);voidvoid display_2(voidvoid);voidvoid time3_init(voidvoid);vo

44、idvoid jdqpor_init(voidvoid);/*側(cè)周期與時(shí)間時(shí)的變量*/uint plv=0;uint i;uchar flag=0;uint num=0;/*側(cè)脈沖式的變量*/uint Cnt1=0; /第一次捕獲值uint Cnt2=0; /第二次捕獲值uint Cnt3=0; /緩沖值uint Cnt=0; /捕獲差值externextern uchar switch_flag;voidvoid timer1_init(voidvoid)/定時(shí)器 1 初始化DDRD &= BIT(4); /捕獲端口初始化PORTD |= BIT(4); TIMSK=(1TICIE1

45、)|(1TOIE1);/0 x02 輸入捕獲中斷使能基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)19 TCCR1B=(1ICNC1)|(1ICES1)|(1CS12); /輸入捕獲噪音使能上升沿捕獲，時(shí)鐘 256 分頻 1us 計(jì)數(shù)一次TCNT1=0X85ed; /定時(shí) 1 秒TIFR=(1ICF1)|(1TOV1);/0 x20 寫“1”清輸入捕獲標(biāo)志位voidvoid time3_init(voidvoid) /定時(shí)器 3 初始化 DDRE &= BIT(7); /捕獲端口初始化PORTE |= BIT(7); TCCR3A=0; /ETIMSK|=(1TICIE3); /0 x02 輸入捕獲中斷使能 TCCR3B|=(1ICNC3)|(1ICES3)|(1CS32); /輸入捕獲噪音使能上升沿捕獲，時(shí)鐘 256 分頻 1us 計(jì)數(shù)一次ETIFR|=(1ICF3);voidvoid jdqpor_init(voidvoid)/繼電器端口初始化 DDRC |=