畢業(yè)設(shè)計-用單片機實現(xiàn)頻率計的設(shè)計

1、目錄1 單片機概述11.1什么是單片機11.2 單片機的應(yīng)用21.3 單片機歷史及發(fā)展趨勢21.4 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其必需的外接電路31.4.1 51單片機最小系統(tǒng)31.4.2 晶振電路31.4.3 復(fù)位電路41.4.4 定時計數(shù)器的原理52 頻率計方案選定72.1 頻率計概述72.2 頻率測量儀的設(shè)計思路與頻率計算72.3方案設(shè)計72.3.1 方案一82.3.2 方案二92.3.3 兩種方案的比較103 系統(tǒng)軟件設(shè)計113.1 頻率計仿真模型113.2液晶顯示部分程序設(shè)計113.3 頻率測量部分設(shè)計143.3.1 方案一程序設(shè)計143.3.2 方案二程序設(shè)計153.4 頻率計仿真結(jié)果1

2、63.5 PCB設(shè)計184 焊接及系統(tǒng)的測試185 總結(jié)211 單片機概述1.1什么是單片機單片機就是一種微型計算機，是一種“程序存儲式”計算機。它是在一塊硅片上集成了中央處理器（CPU）、隨機存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM或EPROM）、定時/計數(shù)器以及各種I/O接口，也就是集成在一塊芯片上的計算機。微處理器CPU主要由：運算器、數(shù)據(jù)總線、控制器組成。同時，單片機具有優(yōu)異的性價比，而且集成度、可靠性高，但受集成度限制，片內(nèi)存儲器容量較?。ㄒ话銉?nèi)ROM：8KB以下，內(nèi)RAM：256KB以內(nèi)） ，單片機的控制功能強，易于開發(fā)和擴展 ，可構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。MCS51單片機基本組成如圖1

3、所示。圖1 MCS-51單片機基本組成單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復(fù)雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結(jié)果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！1.2 單片機的應(yīng)用目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控

4、制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此， 單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。1.3 單片機歷史及發(fā)展趨勢單片機誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。SCM即單片微型計算機（Single Chip Microcomp

5、uter）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)

6、展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。1.4 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其必需的外接電路1.4.1 51單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。基本引腳：電源VCC ，時鐘XTAL2、XTAL1和復(fù)位RST。并行擴展總線：數(shù)據(jù)總線P0口，地址總線P0口（低8位）、P2口（高8位）和控制總線ALE、PSEN、EA。串行通信總線：發(fā)送口TXD和接受口RXD

7、。I/O端口：P1口為普通I/O口，P3口可復(fù)用作普通I/O口，P0、P2口不作并行口時也可作普通I/O口。圖2 單片機最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4.2 晶振電路系統(tǒng)時鐘Fosc是一切微處理器、微控制器內(nèi)部電路工作的基礎(chǔ)。單片機內(nèi)部有一個自激振蕩電路，它是定時控制部件中的一部分，可以通過內(nèi)部自激振蕩或外部提供振蕩源這兩種方式，驅(qū)動內(nèi)部時鐘電路產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘信號。內(nèi)部方式 ：在XTAL1、XTAL2跨接定時元件和兩個電容就構(gòu)成了自激振蕩器。如圖3.1所示。C1、C2取5-30PF，起微調(diào)和穩(wěn)定作用。晶振頻率：fosc=1.212MHZ，常用頻率為6、12、11.0592 MHz。外部方式：外部振蕩脈沖信號直

8、接由XTAL2端輸入，此時，XTAL1應(yīng)接地，而片內(nèi)振蕩電路不起作用，如圖3.2所示。常用于多塊8051同時工作，以便同步，要求信號低于12MHz。振蕩脈沖并不直接使用，由XTAL2端送往內(nèi)部時鐘電路：經(jīng)過2分頻，向CPU提供2相時鐘信號P1和P2；再經(jīng)3分頻，產(chǎn)生ALE時序；經(jīng)過12分頻，成為機器周期信號，如圖3.3所示。需要指出的是，CPU的運算操作在P1期間，數(shù)據(jù)傳送在P2期間。 （1） （2） （3） 圖3 片內(nèi)振蕩器和時鐘信號的產(chǎn)生1.4.3 復(fù)位電路復(fù)位操作就是使單片機內(nèi)部的一些部件恢復(fù)到某種預(yù)先確定的狀態(tài)。 MCS-51單片機的復(fù)位信號，高電平有效。電路結(jié)構(gòu)如圖2-4,RST/V

9、PD引腳至少保持2個機器周期的高電平，才能復(fù)位。復(fù)位時，各SFR寄存器的狀態(tài)為：（PC）=0000H；（SP）=07H；（P0P3）=FFH；其余SFR寄存器內(nèi)容均為0；RAM的內(nèi)容保持不變。復(fù)位方式有上電自動復(fù)位、按鍵手動復(fù)位兩種。如圖4、5所示。在按鍵手動電平復(fù)位電路中，具有上電和按鍵雙重功能。 圖4 上電復(fù)位 圖5 手動&上電復(fù)位1.4.4 定時計數(shù)器的原理16位的定時器/計數(shù)器實質(zhì)上就是一個加1計數(shù)器，其控制電路受軟件控制、切換。 當(dāng)定時器/計數(shù)器為定時工作方式時，計數(shù)器的加1信號由振蕩器的12分頻信號產(chǎn)生，即每過一個機器周期，計數(shù)器加1，直至計滿溢出為止。顯然，定時器的定時時間與系統(tǒng)

10、的振蕩頻率有關(guān)。因一個機器周期等于12個振蕩周期，所以計數(shù)頻率fcount= fosc（1/12）。如果晶振為12MHz，則計數(shù)周期為： T=1/（12106）Hz12=1s，這是最短的定時周期。若要延長定時時間，則需要改變定時器的初值，并要適當(dāng)選擇定時器的長度（如8位、13位、16位等）。當(dāng)定時器/計數(shù)器為計數(shù)工作方式時，通過引腳T0和T1對外部信號計數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計數(shù)。計數(shù)器在每個機器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電平。若一個機器周期采樣值為1，下一個機器周期采樣值為0，則計數(shù)器加1。此后的機器周期S3P1期間，新的計數(shù)值裝入計數(shù)器。所以檢測一個由1至0的跳變需要兩個機器周期，

11、故外部事年的最高計數(shù)頻率為振蕩頻率的1/24。例如，如果選用12MHz晶振，則最高計數(shù)頻率為0.5MHz。雖然對外部輸入信號的占空比無特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時間均需在一個機器周期以上。當(dāng)CPU用軟件給定時器設(shè)置了某種工作方式之后，定時器就會按設(shè)定的工作方式獨立運行，不再占用CPU的操作時間，除非定時器計滿溢出，才可能中斷CPU當(dāng)前操作。CPU也可以重新設(shè)置定時器工作方式，以改變定時器的操作。由此可見，定時器是單片機中效率高而且工作靈活的部件。 綜上所述，已知定時器/計數(shù)器是一種可編程部件，所以在定時器/計數(shù)器開始工作之前，CPU必

12、須將一些命令（稱為控制字）寫入定時/計數(shù)器。將控制字寫入定時/計數(shù)器的過程叫定時器/計數(shù)器初始化，如表1所示。在初始化過程中，要將工作方式控制字寫入方式寄存器，工作狀態(tài)字（或相關(guān)位）寫入控制寄存器，賦定時/計數(shù)初值。表1 中斷工作方式列表控制寄存器 定時器計數(shù)器T0和T1有2個控制寄存器TMOD和TCON，它們分別用來設(shè)置各個定時器計數(shù)器的工作方式，選擇定時或計數(shù)功能，控制啟動運行，以及作為運行狀態(tài)的標(biāo)志等。其中，TCON寄存器中另有4位用于中斷系統(tǒng)。定時器/計數(shù)器方式控制寄存器TMOD不能進行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置定時器工作方式，低半字節(jié)定義為定時器0，高半字節(jié)定義為定時器1。復(fù)位時

13、，TMOD所有位均為0。2 頻率計方案選定2.1 頻率計概述數(shù)字頻率計是計算機、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測量儀器。它是一種用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。它的基本功能是測量正弦信號，方波信號及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量。在進行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計、安裝、調(diào)試過程中，由于其使用十進制數(shù)顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，經(jīng)常要用到頻率計。2.2 頻率測量儀的設(shè)計思路與頻率計算頻率測量儀的設(shè)計思路主要是：對信號分頻，測量一個或幾個被測量信號周期中已知標(biāo)準(zhǔn)頻率信號的周期個數(shù)，進而測量出該信號頻率的大小，其原理如右圖6所示。圖6 頻率計測頻原理若被測量信號的周期為，分

14、頻數(shù)m1，分頻后信號的周期為T，則：T=m1Tx 。由圖可知： T=NTo 由于單片機系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率比較穩(wěn)定，而是系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)信號頻率的誤差，通常情況下很小；而系統(tǒng)的量化誤差小于1，所以由式T=NTo可知，頻率測量的誤差主要取決于N值的大小，N值越大，誤差越小，測量的精度越高。2.3方案設(shè)計有兩種方法設(shè)計頻率計。一種是使用單片機自帶的計數(shù)器對輸入脈沖進行計數(shù)，好處是設(shè)計出的頻率計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和程序編寫簡單，成本低廉，不需要外部計數(shù)器，直接利用所給的單片機最小系統(tǒng)就可以實現(xiàn)。這種方法的缺陷是受限于單片機計數(shù)的晶振頻率，輸入的時鐘頻率通常是單片機晶振頻率的幾分之一甚至是幾十分之一，在本次設(shè)計使用的51單片

15、機，由于檢測一個由“1”到“0”的跳變需要兩個機器周期，前一個機器周期測出“1”，后一個周期測出“0”。故輸入時鐘信號的最高頻率不得超過單片機晶振頻率的二十四分之一。另一種方法是單片機外部使用計數(shù)器對脈沖信號進行計數(shù)，計數(shù)值再由單片機讀取。好處是輸入的時鐘信號頻率可以不受單片機晶振頻率的限制，可以對相對較高頻率進行測量，但缺點是成本比第一種方法高，設(shè)計出來的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和程序也比較復(fù)雜。其于成本考慮，采用單片機自帶的計數(shù)器進行計數(shù)，基于此種方法又可設(shè)計如下兩種方案。2.3.1 方案一方案一采用定時1s測信號脈沖次數(shù)，用一個定時計數(shù)器做定時中斷，定時1s，另一定時計數(shù)器僅做計數(shù)器使用，初始化完畢后同

16、時開啟兩個定時計數(shù)器，直到產(chǎn)生1s中斷，產(chǎn)生1s中斷后立即關(guān)閉T0和T1（起保護程序和數(shù)據(jù)的作用）取出計數(shù)器寄存器內(nèi)的值就是1s內(nèi)待測信號的下跳沿次數(shù)即待測信號的頻率。用相關(guān)函數(shù)顯示完畢后再開啟T0和T1這樣即可進入下一輪測量。方案一原理示意圖如圖7所示：圖7 定時1s測信號脈沖次數(shù)示意圖根據(jù)該實驗原理待測信號的頻率不應(yīng)該大于計數(shù)器的最大值65535，也就是說待測信號應(yīng)小于65535Hz。實驗的誤差應(yīng)當(dāng)是均與的與待測信號的頻率無關(guān)。2.3.2 方案二方案二測信號正半周期。對于1：1占空比的方波，僅用一個定時計數(shù)器做計數(shù)器，外部中斷引腳作待測信號輸入口，置計數(shù)器為外部中斷引腳控制（外部中斷引腳為

17、“1”切TRx=1計數(shù)器開始計數(shù)）。單片機初始化完畢后程序等待半個正半周期（以便準(zhǔn)確打開TRx）打開TRx，這時只要INTx（外部中斷引腳）為高電平計數(shù)器即不斷計數(shù)，低電平則不計數(shù)，待信號從高電平后計數(shù)器終止計數(shù)，關(guān)閉TRx保護計數(shù)器寄存器的值，該值即為待測信號一個正半周期的單片機機器周期數(shù)，即可求出待測信號的周期：待測信號周期T=2*cnt/(12/fsoc) cnt為測得待測信號的一個正半周期機器周期數(shù)；fsoc為單片機的晶振。所以待測信號的頻率f=1/T。方案二原理示意圖如圖8所示：圖8 測信號正半周期根據(jù)該實驗原理該方法只適用于1：1占空比的方波信號，要測非1：1占空比的方波信號。由于

18、有執(zhí)行f=1/（2*cnt/(12/fsoc)）的浮點運算，而數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換時未用LCD浮點顯示，故測得的頻率將會被取整，如1234.893Hz理論顯示為1234Hz，測得結(jié)果會有一定程度的偏小。也就是說測量結(jié)果與信號頻率的奇偶有一定關(guān)系。由于計數(shù)器的寄存器取值在165535之間，用該原理時，待測信號的頻率小于單片機頻率的1/12時，單片機方可較標(biāo)準(zhǔn)的測得待測信號的正半周期。故用該原理測得信號的最高頻率理論應(yīng)為fsoc/12， 如12MHZ的單片機為1MHz。而最小頻率為f=1/（2*65535/(12/fsoc)）， 如12MHZ的單片機為8Hz。2.3.3 兩種方案的比較方法一可將計數(shù)器0更

19、改為中斷擴展數(shù)據(jù)位數(shù)并延長定時時間，數(shù)據(jù)處理后和測量大于65535Hz的頻率，但由T0中斷不確定性，加大了測量范圍會加大測量誤差。方法二可將硬件待測信號取反接入剩余的外部中斷接口，用于測量待測信號的負(fù)半周期，將正半周期和負(fù)半周期數(shù)相加即為待測信號的周期。這樣即可測量非均衡占空比的方波信號。方法二還可計多次正半周期取平均值，可大大提高精度，但這樣會提高實驗的最低量程。方法一誤差均衡，切易于擴大量程，且可測量任意占空比的方波信號，但由于單片機的限制頻率越高誤差將表現(xiàn)更明顯。方法二在量程內(nèi)誤差比方法一稍小，占用CPU資源較小，但量程比方法一小，切不能測量非均衡占空比的頻率信號，超過量程測量結(jié)果完全錯

20、誤。由此可見方法一較方法二有明顯的優(yōu)勢。但由于兩種方案的電路結(jié)構(gòu)一樣，所以可采用同一電路圖，對兩種方案均進行實現(xiàn)。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1 頻率計仿真模型數(shù)字方波頻率計的設(shè)計總體可分為兩個模塊。一是信號頻率測量，二是將測得的頻率數(shù)據(jù)顯示在1602液晶顯示模塊上。因此可搭建單片機最小系統(tǒng)構(gòu)建構(gòu)建頻率計的仿真模型。原理圖，仿真模型的總原理圖如下：圖9 頻率計仿真模型3.2液晶顯示部分程序設(shè)計1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣。圖10 1602液晶顯示模塊連接圖1602液晶

21、模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。 因為1602識別的是ASCII碼，試驗可以用ASCII碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如A。1602硬件接口及功能接口部分程序：/硬件接口部分*sbit LcdRs= P20;sbit LcdRw= P21;sbit LcdEn = P22;sfr DBPort =

22、 0x80;/P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.數(shù)據(jù)端口/向LCD寫入命令或數(shù)據(jù)*#define LCD_COMMAND0 / Command#define LCD_DATA1 / Data#define LCD_CLEAR_SCREEN0x01 / 清屏#define LCD_HOMING 0x02 / 光標(biāo)返回原點/設(shè)置顯示模式*#define LCD_SHOW0x04 /顯示開#define LCD_HIDE0x00 /顯示關(guān) #define LCD_CURSOR0x02 /顯示光標(biāo)#define LCD_NO_CURSOR0x00 /無光標(biāo) #define

23、 LCD_FLASH0x01 /光標(biāo)閃動#define LCD_NO_FLASH0x00 /光標(biāo)不閃動/設(shè)置輸入模式*#define LCD_AC_UP0x02/將光標(biāo)返回0x00#define LCD_AC_DOWN0x00 / default#define LCD_MOVE0x01 / 畫面可平移#define LCD_NO_MOVE0x00 /default1602初始化流程和原理框圖void LCD_Initial()LcdEn=0;LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38); /8位數(shù)據(jù)端口,2行顯示,5*7點陣LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);LC

24、D_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); /開啟顯示, 無光標(biāo)LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); /清屏LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); /AC遞增, 畫面不動圖11 1602初始化流程寫DDRAM地址，寫字符串原理框圖如圖12所示。寫DDRAM地址程序：void GotoXY(unsigned char x, bit y)if(y=0)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);if(y=1)LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x4

25、0);寫字符串：void Print(unsigned char *str)while(*str!=0)LCD_Write(LCD_DATA,*str);str+; 結(jié)束開始y=0?x，yYN寫命令（80H+x）寫命令（80H+40H+x）寫DDRAM地址，DDRAM地址與屏幕相對應(yīng)開始*str=0？字符串首地址strYN寫寫數(shù)據(jù)*strstr地址加1結(jié)束寫字符串圖12 1602寫地址和字符串原理框圖3.3 頻率測量部分設(shè)計3.3.1 方案一程序設(shè)計 用定時計數(shù)器T0做脈沖計數(shù)器（下跳沿有效），開始與暫停由T1控制定時計數(shù)器T1做定時中斷，定時1s，定時開啟置T0開始計數(shù)，定時完畢，置T0為暫

26、停，關(guān)閉T1，讀取計數(shù)數(shù)據(jù)并清空計數(shù)器，將計數(shù)數(shù)據(jù)裝換為有效規(guī)范的字符串顯示后再開啟T0和T1，進入下一輪測量。以下是程序的核心部分：（定時1s，取計數(shù)數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換顯示出來）原理框圖如圖13所示。void timer1() interrupt 3 /定時50msTH1=THCLK;TL1=TLCLK;if(-Cnt=0)/Cnt初值為20TR0=0;TR1=0;Cnt=CntNum;tmp=TH0*256+TL0;TH0=TL0=0;Dynamic_LCD_Print();TR0=1;TR1=1;3.3.2 方案二程序設(shè)計用一個定時計數(shù)器做計數(shù)器，外部中斷引腳作待測信號輸入口，置計數(shù)器為外部

27、中斷引腳控制（外部中斷引腳為“1”切TRx=1計數(shù)器開始計數(shù)）。單片機初始化完畢后程序等待半個正半周期（以便準(zhǔn)確打開TRx）打開TRx，這時只要INTx（外部中斷引腳）為高電平計數(shù)器即不斷計數(shù)，低電平則不計數(shù)，待信號從高電平后計數(shù)器終止計數(shù)，關(guān)閉TRx保護計數(shù)器寄存器的值，該值即為待測信號一個正半周期的單片機機器周期數(shù)，即可求出待測信號的周期：待測信號周期T=2*cnt/(12/fsoc)，cnt為測得待測信號的一個正半周期機器周期數(shù)；fsoc為單片機的晶振。所以待測信號的頻率f=1/T。以下是程序的核心部分，原理框圖如圖13所示： void chkfreq() /while(FreqIN=0

28、);while(FreqIN=1);TR0=1;while(FreqIN=0);while(FreqIN=1);TR0=0;cnttime=500000/(TH0*256+TL0);TH0=TL0=0;tmp=(int)cnttime;Dynamic_LCD_Print();產(chǎn)生50ms中，進入中斷服務(wù)程序斷服務(wù)程序計滿20次即產(chǎn)生完1s？YN關(guān)閉T0，T1保護數(shù)據(jù)從置中斷次數(shù)結(jié)束取計數(shù)器計數(shù)值，將其轉(zhuǎn)換為int型清計數(shù)器值調(diào)用函數(shù)，將數(shù)據(jù)裝換有效字符串，并將其顯示出來在屏幕上顯示出來開T0,T1進入下一輪測量方法一流程圖開始等待一個負(fù)半周期直到遇到高電平，以便于精確測量等待到遇到低電平開啟T

29、R0等待到遇到高電平等待到遇到低電平關(guān)閉TR0取計數(shù)器計數(shù)值，將其運算轉(zhuǎn)行為信號頻率的int類型清計數(shù)器值調(diào)用函數(shù)，將數(shù)據(jù)裝換有效字符串，并將其顯示出來在屏幕上顯示出來結(jié)束方法二流程圖圖13 頻率測量部分設(shè)計流程圖 3.4 頻率計仿真結(jié)果通過程序調(diào)試，用Protues兩種方法均可測得小于6Mhz的頻率，以下是用方法一測量1000Hz頻率的仿真圖：圖14 頻率計仿真圖表2 方法一頻率測量對比表表3 方法二頻率測量對比表由對比結(jié)果可以看出，對于方法一：A待測信號的頻率小于65535Hz。B實驗的誤差2000Hz時為0.05%； 10000Hz時為0.07% ；5000060000Hz時為0.073

30、%。對于方法二：C在頻率8-10000Hz時測得的值相當(dāng)精確，頻率為奇數(shù)時有1-2的誤差。D頻率8-10000Hz范圍之外測得值誤差較大。3.5 PCB設(shè)計打開Protel軟件，在FileNew中新建一個名為數(shù)據(jù)庫文件，并將其設(shè)置合適的保存位置；雙擊Documents文件夾，再次選擇FileNew菜單，打開New Document對話框。雙擊其中的Schematic Document圖標(biāo)，新建一個分別為Sheet1.Sch的原理圖文件。 雙擊原理圖子文檔，啟動原理圖編輯器。選擇DesignOptions菜單，打開Document Options對話框。選擇圖紙的規(guī)格，然后單擊OK；然后就可以按

31、照原理圖繪制了。原理圖繪制完后，加上元件的封閉，電氣規(guī)則檢查，沒有錯誤，更新PCB，自動布線，得到如圖15所示的PCB圖。圖15 頻率計PCB設(shè)計圖184 焊接及系統(tǒng)的測試依照原理圖焊接電路頻率計系統(tǒng)電路，串口下載電路如圖16，圖17所示。圖16 頻率計系統(tǒng)電路圖17 串口下載電路焊接時的注意事項，電解電容有極性，正負(fù)極不能接反；布局要合理，防止誤連，短路等。.漏掉某些或某個芯片引腳，虛焊、相鄰芯片引腳短路，導(dǎo)線短路時，LCD不亮，用萬用表依次檢查數(shù)碼管的位選和段選引腳，確定短路的位置。用設(shè)計的頻率計對信號源進行測量，測量數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果大同小異，由此可見實驗結(jié)果符合之前的原理分析，驗證成功。爭對這兩種方法特提出幾點優(yōu)化和改進措施：方法一可將計數(shù)器0更改為中斷擴展數(shù)據(jù)位數(shù)并延長定時時間