通信-帥必靜科技學(xué)院20屆

..........................................................................................................................................III關(guān)鍵 Key 第一章緒 背 EDA的現(xiàn) 目的和意 設(shè)計(jì)方 第二 主要器件和工主要器 微控制 主流的微控制 SST89E516RD的介 Keil的簡(jiǎn) Keil...........................................................................................................Keil的主界 Keil的使用步 Proteus的簡(jiǎn) Proteus......................................................................................................Proteus的使用步 第三 總體設(shè) 設(shè)計(jì)思 設(shè)計(jì)方 顯 第四章詳細(xì)設(shè) 仿真電 Proteus4D0.1功能。本頻率的設(shè)計(jì)測(cè)量范圍為1z～500z，并可通過外部增加分頻電路實(shí)現(xiàn)更高頻率的測(cè)量由于采用可編程的微控制器為因此通過更新的方式即可在不頻率的實(shí)時(shí)測(cè)量，可用于地勢(shì)偏遠(yuǎn)而又比較分散的變電站的電網(wǎng)異地監(jiān)測(cè)等應(yīng)用中具有較高的實(shí)用價(jià)值和情景本方案通過了EAteus的實(shí)驗(yàn)證明設(shè)計(jì)完全可行，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。SimulationandImplementationofDigitalFrequencyMeterBasedonProteusThefrequencymeterisakindofcommonmeasuringtool,thecircuitappliedwidely.Thisdesignmeasurefrequencyinthe100KHZ,showfiveundereffectivedigital.Thisdesignismainlybasedonmicrocontrollerdigitalfrequencyplan,andalsoadoptedtheEDAsimulation,it'sahighdegreeofautomation.so,thisisdesignedbyEDAsimulationsoftwaresimulationaautomaticallychangerangeofdigitalfrequencyfunctionderived.Thesimulationcanmakebeginnersinnohardwaresituationsofthewholesystem,thussimulationofthehardwareandsoftwaresystemdebuggingmodification.Thissavesourhardwarecostandimprovetheefficiencyoftheobjectswedo.AndEDAaimstocanhelpintheelectronicdesignintheusonvariouscompletecircuitisdesigned,makethehardwaredesignasconvenientasthesoftwaredesignforthedigitalsystemdesign,whichbringsalotofButonmanyproductsmicro.controlleriswidelyused,whether51series,AVR,stillPICseries,theyallhavetheirowncharacteristics,butinthisdesign,weusetheProteussoftwaresimulation,sogreatlysavestimeanddevelopmentfee.Especiallythesoftwareusedinmicrocontrollerdeveloisaquitegoodchoice.KeyFrequencyMeter,Proteus,Simulation,MCU,背Nf=N/T。本設(shè)計(jì)主要是基于微控制器（單片機(jī)）的數(shù)字頻制、生產(chǎn)和維修?？梢赃\(yùn)用EDA來模擬目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。對(duì)編制好的微EDA的現(xiàn)然而所應(yīng)用到的仿真EDA就是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化由于可編程邏輯器件性價(jià)比不斷提高，開發(fā)功能不斷完善，EDA技術(shù)設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)具有用的方式設(shè)計(jì)硬件，設(shè)計(jì)過程中可用有關(guān)進(jìn)行各種仿真等等優(yōu)勢(shì)，所以EDA技術(shù)廣泛應(yīng)用于高EDA進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或進(jìn)行技術(shù)目的和意優(yōu)點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于各種智能儀器中，而且可以對(duì)參數(shù)進(jìn)設(shè)計(jì)方以前用的都是些普通，成本高，所用的時(shí)間又長(zhǎng)，很浪費(fèi)精力。本設(shè)計(jì)采用了功能很強(qiáng)的單片機(jī)，而且還引入了EDA仿真，這樣就加強(qiáng)了的開發(fā)1.1所示：&&顯顯 頻率門控定動(dòng)態(tài)顯1.1這就是在本設(shè)計(jì)里涉及到的三個(gè)定時(shí)器的用途。定時(shí)器T0負(fù)責(zé)數(shù)字的動(dòng)態(tài)顯示，T1負(fù)責(zé)門控時(shí)間的定時(shí)，T2負(fù)責(zé)頻率的計(jì)數(shù)。第二章主要器在這里簡(jiǎn)單的介紹。微控制器（MicrocontrollerUnit,MCU)也稱作為單片機(jī)，單片機(jī)即 puter，（CPU（RAMROM而微控制器發(fā)展至今已有30余年了，在早期有In公司生產(chǎn)的MCS.48單片機(jī)系列，但是它的片內(nèi)器的容量較小，沒有串行接口，只有一個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等。在中期階段推出的單片機(jī)有串行接口，片內(nèi)器的容量也有提高，有16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多級(jí)中斷控制系統(tǒng)。在后期推出了16位、32位的單片機(jī)和機(jī)，而且還不斷8位單片機(jī)的性能[3]。8位單片機(jī)是目前品種最豐富、應(yīng)用最廣泛的單片機(jī)。單片機(jī)具有體積小、功階段主要生產(chǎn)8位單片機(jī)的有In公司生產(chǎn)的MCS.51/96及其增強(qiáng)型系列，NS公司生NS8070系列，RCACDP1800系列，TITMS7000系列，Motorola6805系列，NationalMN6800系列，等等。但在這些公司生產(chǎn)的單片機(jī)系列中最常用的和最熟悉的是In公司生產(chǎn)的MCS.51系列SST89E516RD所熟悉的MCS.51系列的單片機(jī)，最常用到的是SST公司生產(chǎn)的SST89E516RD8051/52系列單片機(jī),原有資源均可使用。最高工作頻率可達(dá)40MHz，具有64K+8KB的FALSHROM器，可反復(fù)讀寫超過十萬次。在應(yīng)用中基本無需再擴(kuò)展程序器。此外數(shù)據(jù)RAM達(dá)1K字節(jié)，能滿足大多數(shù)應(yīng)用，比標(biāo)準(zhǔn)51機(jī)的RAM8倍。主要是它有三個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。在笨設(shè)計(jì)中，就涉及了三個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，使得在運(yùn)用的時(shí)候方便快捷，減少了的成本和花費(fèi)的時(shí)間[4]。它的引腳圖如圖2.1所示：圖 SST89E516RD引腳Keil的簡(jiǎn)Keil在單片機(jī)的開發(fā)工具里面，在部分中使用的是開發(fā)環(huán)境Keil，因?yàn)樗麮Keil可以和眾多的單片機(jī)仿真KeilC51提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具全Windows界[5]。目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大KeilKeil2.2Keil

圖 Keil的主界Keil2.3新新建工編寫代碼加入工仿仿真調(diào)編2.3Keil首先啟動(dòng)Keil，點(diǎn)擊Project菜單，選擇彈出的下拉式菜單中的NewProject。接著輸用Keil編輯器或其他文本編輯編寫代碼，并以.C的C程序文件存盤。然后加C程序文件。Proteus的簡(jiǎn)Proteus在用Keil編譯完成后雖然它對(duì)算法很有幫助但它只能對(duì)程序進(jìn)行仿真，而要搭建硬件電路來進(jìn)行仿真，就要用到Proteus，因?yàn)樗芊抡骐娐?。而本設(shè)計(jì)是基于微控制器的數(shù)字頻率計(jì)的仿真，要搭建硬件電路，所以就要用到Proteus。而Proteus是一款在國(guó)內(nèi)開始廣泛流行的EDA該具有模擬電路仿真，LCD系統(tǒng)的仿真，以及各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)SPICE分析于一身的仿真，功能極其強(qiáng)大。ProteusProteus新建文Proteus2.4新建文設(shè)置編輯環(huán)選擇元器放置元器2.4Proteus首先打開Proteus，Proteus主界面可以通過“P”按鈕來實(shí)現(xiàn)庫元件的選擇第三 總體設(shè)設(shè)計(jì)思期性信號(hào)在單位時(shí)間（1s）內(nèi)變化的次數(shù)[7Tf=/T信號(hào)頻率的一種測(cè)量裝置。fx。時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間脈沖信號(hào)，若其周期為1s，則門控電路的輸出信號(hào)持續(xù)時(shí)間亦準(zhǔn)確地等于1s電路由標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)進(jìn)行控制當(dāng)秒信號(hào)來到時(shí)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。由于計(jì)數(shù)器計(jì)得的脈沖數(shù)N是在1秒時(shí)間內(nèi)的累計(jì)數(shù)，所以被測(cè)頻率頻率發(fā)生的結(jié)構(gòu)圖，如圖3.1f&&3.13.2所示：設(shè)計(jì)方

3.2面介紹了數(shù)字頻率計(jì)的工作原理，而且還說了的設(shè)計(jì)運(yùn)用了SST89E516來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗腥齻€(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器.在之前已經(jīng)介紹了三個(gè)定時(shí)器分別的在數(shù)字頻率計(jì)中的作用，那在這進(jìn)一步介紹三個(gè)定時(shí)器的功能。首先，T0作為8位重裝定時(shí)器，控制顯示輸出1位的時(shí)間、控制對(duì)T1值的初始化、T1、T2Getf的值。用T1定時(shí)器要控制門控時(shí)間,它是一個(gè)16位的外部計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)拈T控時(shí)間為1s要用當(dāng)前頻率計(jì)數(shù)值*10才是當(dāng)前的頻率；當(dāng)?shù)拈T控時(shí)間為0.01s時(shí)，的頻率計(jì)數(shù)要用當(dāng)前頻率計(jì)數(shù)值*100才是當(dāng)前的頻率。T216位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，用來對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，T2定時(shí)器用來當(dāng)前的頻率值。顯首先單片機(jī)的0—3口接一個(gè)74LS47譯，譯的另外一個(gè)端口接顯示器來控制的整個(gè)頻率的顯示它的刷新周期為360H它的動(dòng)態(tài)顯示在顯下一位之前先關(guān)閉所有顯示。60Hz60Hz1/60秒鐘內(nèi)將所有6只數(shù)碼管都順序點(diǎn)亮一遍，即每只數(shù)碼管點(diǎn)亮?xí)r間為：1/（60*6）仿真電電路的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)中涉及到了一下的元件，如表4.1所示：4.1D1727p21200810u16110K11112MHZ14.14.1XTAL1XTAL227pF12MHz

4.2RST10kΩ電阻，10μF4.34.3設(shè)開MCU初始根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，可以做出本系統(tǒng)的的主函數(shù)的流程圖，如圖開MCU初始MCU

4.2SST89E516RD單片機(jī)有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器即定時(shí)器T0和定時(shí)器T1，它們既可以用做定時(shí)器方式，也可以用做計(jì)數(shù)器方式[8]。定時(shí)/1計(jì)數(shù)器（16位，由高8位和低8位兩個(gè)寄存器組成。作定時(shí)方式時(shí)，輸入由機(jī)器周期P3.4(T0)P3.5(T1)輸入。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有四種工作方式，其工作方式選TMOD和TCON寄存器的內(nèi)容決定。T14.2所示：4.2TMOD位76543210CT:定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位。CT＝0為定時(shí)模式CT=1為計(jì)數(shù)模式M1、M0：工作方式設(shè)置位。定時(shí)/M1、M0進(jìn)行設(shè)置。如4.3所示:表 工作方式寄存器 13位定時(shí)器/16位定時(shí)器/8位自動(dòng)重裝定時(shí)器/T08TCON4位用于控制外部中斷，TCON4位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和4.4所示：4.4TCON76543210TF1（TCON.7：T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。TR1（TCON.6：T1運(yùn)行控制位。TR11時(shí)，T1開始工作；TR10時(shí)，T1停止工作。TR1由置1或清0。所以，用可控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。TF0（TCON.5：T0TR0（TCON.4：T0SST89E516單片機(jī)的定時(shí)器2，即定時(shí)器T2216位定時(shí)/計(jì)數(shù)器[9]。它既可當(dāng)定時(shí)器使用，也可作為外部事件計(jì)數(shù)器使用，其工作方式由特殊功能寄存器T2CONC/T2位選擇。定時(shí)器2有三種工作方式：捕獲方式，自動(dòng)重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)）方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由T2CON的控制位來選擇。定時(shí)器2由兩個(gè)8位寄存器TH2TL2組成，在定時(shí)器工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期TL2寄存器的值加1，由于一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)振蕩時(shí)鐘構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的1/12。所以，單片機(jī)初始化:設(shè)定定時(shí)器工作方式字，T0為8位自動(dòng)重裝，T1為16位外部計(jì)數(shù)，那定時(shí)器的工作方式為TMOD=0x52。給T0，T1賦初值，開T0，T1中斷和總中斷，啟動(dòng)T0，那控制寄存器T2CON=0x02。TMOD=0x22;設(shè)定定時(shí)器工作方式字，T08位自動(dòng)重裝，T116 //0T1 //T1 //T0 T0T04.3定定時(shí)T。中斷發(fā)中斷計(jì)清零T1啟動(dòng)T1T2GATEf4.3T0T0T0就實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能，一是數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示頻率，是否間隔1/3600s，是則顯示輸出1位時(shí)間。二是Getf=1時(shí)，T1計(jì)數(shù)就T0，T1Getf就清零，中斷就返回。T1T1T0，T1，計(jì)數(shù)值就清零。T1T0Getf1，就把頻率保存計(jì)數(shù)值（f）.10001（N=11s0.1s0.01s100KHZ。T14.4定時(shí)定時(shí)T1Y關(guān)閉T0、計(jì)數(shù)值清GATEf置GATEf置NY取計(jì)數(shù)fren<—量程量程中中斷返頻率數(shù)據(jù)送數(shù)緩沖計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值清量程

4.5T110x80時(shí)，就顯示0x40時(shí)，就顯示第二位，依此類推。那第一位數(shù)碼管數(shù)值就等于頻10004.6程1/3601/360KeilProteus的聯(lián)本設(shè)計(jì)已經(jīng)把硬件和設(shè)計(jì)完成，現(xiàn)在要進(jìn)行仿真，用就要用Keil和Proteus進(jìn)ProteusKeil進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試[10]keilc51proteus，分別進(jìn)行安裝。把proteus安 下MODELS/VDM51.dll文件到Keil安 \C51\BINC51tools.ini文件,TDRV*=BIN\VDM51.DLL("PROTEUSVSM2，依次類推。打開ISIS，選中DEBUG..>useremotedebugmonitor，不過我現(xiàn)在用的是中文版本進(jìn)入proteus安裝 下SAMPLES/VSMfor8051/C51Calculator/，用ISIS打開calc.DSN，用keilc51打開CALC.UV2，在左側(cè)選中"1"，點(diǎn)右鍵彈出菜單中選第一個(gè)為目標(biāo)“1”設(shè)置選項(xiàng)，在輸出下，要選種產(chǎn)生HEX文件，在調(diào)試標(biāo)我都是在一臺(tái)機(jī)子上完成的。端一定為8000。KeilISIS顯示調(diào)ProteusKeil當(dāng)前斷點(diǎn)。當(dāng)前位置。將要執(zhí)行的語句行。CPU寄存器窗口，反映單片機(jī)的CPUCPUKeil51I/O1800HZ5.35.3Proteus5.45.4話，就閃得很快，用眼無法看清楚它的真實(shí)頻率，因?yàn)樗加玫腃PU太高。 ,.EDA技術(shù)與CPLD/FPGA開發(fā)應(yīng)用簡(jiǎn)明[M].,,張為民,等.MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].：高等教育,2006.1~2.[4]SST8951/52系列中文器件資料[Z].市科賽科技開發(fā).[5].單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)C語言版[M].：電子工業(yè),, ,[7],束慧,飛.電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)[M].第2版.：電子工業(yè),2008.190~191.[8]史淑芳.科技資訊[A].Science&TechnologyInformation.河北省衡水市科技開發(fā)服務(wù)中心,2008.[9].單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].長(zhǎng)沙市：中南大學(xué),2009.[10].51單片機(jī)C語言[M].電子工業(yè)#include#defineLEDOutP0 //定義LED數(shù)碼管BCD碼輸出口，BCD碼由P0口低4位輸