基于AT89C52單片機的簡易頻率計設(shè)計說明書

教育資料教育資料單片機系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用工程實習(xí)報告選題名稱:基于AT89C52單片機的簡易頻率計設(shè)計系（院）： 專業(yè)：計）班級: 姓名：學(xué)號:—指導(dǎo)教師：學(xué)年學(xué)期：2009?2010學(xué)年第2學(xué)期2010年5月30日摘要：在電子技術(shù)中，頻率是一個經(jīng)常用到的參數(shù)之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此頻率的測量就顯得更為重要。本項目主要闡述了以AT89C52單片機作為核心器件，采用模塊化布局，設(shè)計一個簡易數(shù)字頻率計，以達(dá)到測量頻率并進(jìn)行顯示的目的。本項目利用單片機的內(nèi)部定時器溢出產(chǎn)生中斷來實現(xiàn)定時，把單片機內(nèi)部的定時/計數(shù)器0作為定時器，實現(xiàn)2.5ms定時。外部待測脈沖從單片機的TI（第15引腳）輸入，以定時/計數(shù)器1作為計數(shù)器，利用中斷方式來達(dá)到間接測量的目的。最后采用四位數(shù)碼管顯示。本設(shè)計采用C語言進(jìn)行軟件編程，用keil軟件進(jìn)行調(diào)試。最后把調(diào)試成功后的程序固化到AT89C52單片機中，接到預(yù)先焊好的電路板上，接上待測脈沖，通電運行，數(shù)碼管成功顯示待測脈沖頻率。關(guān)鍵詞：單片機；頻率計；AT89C52TOC\o"1-5"\h\z1 項目 綜述……..……………………..…..1\o"CurrentDocument"1．1 設(shè)計要求 1\o"CurrentDocument"1．2 系統(tǒng)設(shè)計 1硬件設(shè)計………………..2\o"CurrentDocument"電路原理圖 2\o"CurrentDocument"元件清單 2主要芯片引腳說明 3軟件設(shè)計………………..5\o"CurrentDocument"程序流程圖 5\o"CurrentDocument"軟件設(shè)計簡述 5\o"CurrentDocument"程序清單 6系統(tǒng)仿真及調(diào)試……………...……………...…...……………….…11\o"CurrentDocument"硬件調(diào)試 12\o"CurrentDocument"軟件調(diào)試 12結(jié)果分析…………...…………….……12總結(jié) …………………...………….……….……...….13.141項目綜述在電子技術(shù)中，頻率是最基本的參數(shù)之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此頻率的測量就顯得更為重要。本項目主要闡述了選擇AT89C52單片機作為核心器件，采用模塊化布局，設(shè)計一個簡易數(shù)字頻率計測量頻率并進(jìn)行顯示。1．1設(shè)計要求基于AT89C52單片機簡易頻率計的設(shè)計要求如下：(1)測量范圍。幅度：0.5?5V；頻率：1Hz?1MHz.(2)測試誤差W差1%。(3)用4位數(shù)碼管顯示。當(dāng)頻率變化時，能通過數(shù)碼管及時看到變化后的信號頻率。1．2系統(tǒng)設(shè)計1．2．1框圖設(shè)計基于AT89C52單片機簡易頻率計的電路主要由數(shù)碼管顯示電路、復(fù)位電路、晶振電路、電源電路等幾部分組成，系統(tǒng)框圖如圖3.1所示。圖3.1基于AT89C52單片機簡易頻率計系統(tǒng)框圖1．2．31．2．3知識點單片機 AT89C52 1 單片機 AT89C52 1 控制核心教育資料本項目需要通過學(xué)習(xí)和查閱資料，掌握和了解如下知識：+5V電源原理及設(shè)計。單片機復(fù)位電路工作原理及設(shè)計。單片機晶振電路工作原理及設(shè)計。頻率信號發(fā)生器的特性及使用。5)驅(qū)動電路74LS244的特性及使用。AT89C52單片機引腳結(jié)構(gòu)及功能。7)單片機。語言程序設(shè)計方法。2硬件設(shè)計電路原理圖基于AT89C52單片機簡易頻率計電路原理圖如圖2-1所示。項mTlIlHHJlIlUm社mE打燈圖2-1基于AT89C52項mTlIlHHJlIlUm社mE打燈圖2-1基于AT89C52單片機簡易頻率計電路原理圖肝麻獸黑RT詈工G鼠P.-元件清單基于AT89C52單片機簡易頻率計元件清單如表2-1所示。 表2-1基于AT89C52單片機簡易頻率計元件清單元件名稱 型號 數(shù)量/個 用途教育資料教育資料圖2-2AT89C52圖2-2AT89C52引腳圖教育資料晶振12MHz1晶振電路電容30pF2晶振電路電解電容10uF/10V1復(fù)位電路電阻10k'Q1復(fù)位電路驅(qū)動器74LS2441LED驅(qū)動非門74LS041位選信號數(shù)碼管4位共陰1顯示電路按鍵1復(fù)位電路電源+5V/0.5A1提供+5V2.3主要芯片引腳說明2.3.1AT89C52引腳說明AT89C52為40腳雙列直插封裝8位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。AT89C52共有6個中斷向量：兩個外中斷（INT0和INT1），3個定時器中斷（定時器0、1、2）和串行口中斷。人189。52弓|腳圖如下:fT2JP1.CCJ□WC144GKF1J匚2的□PO.D[AM)P1.2E0aa□ro.i(AD1]pi.sr43'iro.fifADE)P1.4CEXLIFO白加勘PL6匚e35□R0.4CAD4Jpier704TIP0.5即可g融RSTC9能JP0.7圖口力(RKD]P3E匚10&1□&WPPfTKD)P3.1匚X1M-EPR0G(IKTU)P3&匚1±29□PSD?(INTIJPa.aE132AJ電丁雨國岸27□pa.a(Ai4){TtJP3.5t□P2.E[A15-)MR]P3.i6□is2E□P￡4(A12)回力P9.7匚1724□re.3[A11)CTAL2C10*nra.S[A1C^JTTAL1L15修□R2,1(網(wǎng)白N□匚21ZIPS皿碼

主要管腳有：XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口。RST/Vpd（9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。P1，P2,P3是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。2.3.274HC24引腳說明74HC244可以讓輸入的數(shù)據(jù)保持比較長的時間，簡單輸入接口擴(kuò)展通常使用的典型芯片為74HC244,由該芯片可構(gòu)成三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器。74HC244芯片的引腳排列如下圖所示：圖2-374HC244引腳圖74HC244芯片內(nèi)部共有兩個四位三態(tài)緩沖器，使用時可分別以1C和2G作為它們的選通工作信號。當(dāng)1/OE和2/OE都為低電平時，輸出端Y和輸入端A狀態(tài)相同；當(dāng)1/OE和2/OE都為高電平時，輸出呈高阻態(tài)。3軟件設(shè)計本項目利用單片機的內(nèi)部定時器溢出產(chǎn)生中斷來實現(xiàn)定時。待測信號由單片機的TI中斷來間接測量。定時/計數(shù)器0定時2.5ms中斷并對中斷次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)2.5ms中斷次數(shù)計到40次即0.1s時，查看定時/計數(shù)器1上的計得的數(shù)值，經(jīng)過計算得到的待測信號的頻率值，放入顯示緩沖區(qū)，由數(shù)碼管進(jìn)行顯示。程序流程圖軟件設(shè)計簡述1）利用單片機的內(nèi)部定時器溢出產(chǎn)生中斷來實現(xiàn)定時。2）待測信號由單片機的TI（第15引腳）中斷來間接測量。3）采用12MHz晶振，機器周期為1us4）定時/計數(shù)器0工作方式：定時方式，工作方式1，每次定時2.5ms。實現(xiàn)2.5ms定時算法：（216—X）X10-6=2.5X10-3X=（63036） （3-1）D=1111011000111100即TH0=0xf6，TL0=0x3c5）定時/計數(shù)器1工作方式：計數(shù)方式，工作方式1。當(dāng)2.5ms中斷次數(shù)計到40次即0.1s時，查看定時/計數(shù)器1上的計得的數(shù)值。6）通過公式：脈沖頻率=計數(shù)值 （3-2）0.25X40可以計算出脈沖頻率。最后的數(shù)據(jù)以KHz單位，采用四舍五入的方法保留一位小數(shù)。7）顯示采用四位共陰1￡口數(shù)碼管，用單片機P0口的8位控制數(shù)碼管的8段二極管的明暗。用P2口的P2.0?P2.3作為4位數(shù)碼管的選通信號，采用從低到高逐位掃描的方法。程序清單基于AT89C52單片機簡易頻率計程序清單如下：#include<reg52.h>bittimeint0,timeint1;unsignedchardispbuf[4];unsignedintperiod;unsignedinttimecount=0;unsignedintcount_1s;unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//7段數(shù)碼管代碼表HEX_TO_BCD(unsignedintn)〃十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)BCD碼子程序，〃將BCD碼送至顯示緩存數(shù)組{EEEEunsignedchari; //當(dāng)顯示的頻率超出范圍，顯示EEEE報錯if(n>9361)for(i=0;i<4;i++)dispbuf[i]=0x0e;else{dispbuf[3]=n/1000; //取出千位字節(jié)dispbuf[2]=(n/100)%10; //取出百位字節(jié)dispbuf[1]=(n/10)%10; //取出十位字節(jié)dispbuf[0]=n%10; //取出個位字節(jié)}}voidscandisp(void)//顯示子程序，〃將顯示緩存數(shù)組中的BCD碼掃描并顯示在數(shù)碼管上{unsignedcharposi=0x01;unsignedchari,j,temp;for(i=0;i<4;i++) //依次選中4個數(shù)碼管{temp=dispbuf[i];//查出字碼temp=table[temp];//第三位顯示小數(shù)點if(i==1){for(j=0;j<200;j++){P2=posi;P0=temp|0x80;}}else{for(j=0;j<200;j++)P2=posi;P0=temp;}}//依次點亮字位posi<<=1;}}voidINIT_TMR1INT(void) //定時器初始化了程序，定義了兩種{//定時/計數(shù)器0工作定時器方式，定時/計數(shù)器1工作在計數(shù)器方式TMOD=0x51;ET1=1;//中斷0開中斷ET0=1;//CPU開中斷EA=1;count_1s=0;//啟動定時/計數(shù)器0開始定時TR0=1;TR1=1;}}教育資料教育資料voidtime0(void)interrupt1//定時器0中斷服務(wù)程序，系統(tǒng)自動調(diào)用，〃每2.5ms執(zhí)行一次{TH0=0xf6;TH1=0x3c;〃每次定時是2.5ms,40次即0.1sif(++count_1s>40){count_1s=0;〃每0.1s對計數(shù)器1所計數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計timecount=TH1*256+TL1;TH1=0;TL1=0;〃精確到小數(shù)點后1位，以KHz為單位period=timecount/10;//四舍五入顯示if((timecount%10)>4)period++;timecount=0;HEX_TO_BCD(period);voidtimer1(void)interrupt3//定時器1中斷服務(wù)程序，溢出后中斷{TH1=0x00;TL1=0x00;}voidmain(void) //主函數(shù){//初始化INIT_TMR1INT();while(1){//顯示子程序scandisp();}}系統(tǒng)仿真及調(diào)試應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計完成之后，就要進(jìn)行硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，軟件調(diào)試可以利用開發(fā)及仿真系統(tǒng)進(jìn)行。教育資料教育資料硬件調(diào)試硬件調(diào)試的調(diào)試主要是把電路各種參數(shù)調(diào)整到符合設(shè)計要求。先排除硬件電路故障，包括設(shè)計性錯誤和工藝性故障。一般原則是先靜態(tài)后動態(tài)。利用萬用表或邏輯測試儀器，檢查電路中各器件以及引腳是否連接正確，是否有短路故障。先將單片機人189。52芯片取下，對電路板進(jìn)行通電檢查，通過觀察看是否有異常，是否有虛焊的情況，然后用萬用表測試各電源電壓，若這些都沒有問題，則接上仿真機進(jìn)行聯(lián)機調(diào)試，觀察各接口電路是否正常。軟件調(diào)試軟件調(diào)試是利用仿真工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，除發(fā)現(xiàn)和解決程序錯誤外，也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。本設(shè)計采用的調(diào)試軟件是keil。程序調(diào)試時，先是一個模塊一個模塊地進(jìn)行，一個子程序一個子程序地調(diào)試，最后聯(lián)起來統(tǒng)調(diào)。當(dāng)程序調(diào)試無誤后，就可以用在系統(tǒng)編程器將程序固化到AT89C52的FLASHROM中。結(jié)果分析把電路按要求接好，接上待測脈沖信號，插上電源即可測量出待測脈沖信號的頻率。本設(shè)計利用實驗室提供的單片機實驗箱上的脈沖信號進(jìn)行測試，當(dāng)接入的脈沖信號為0.25MHz時，可以看到數(shù)碼管上的顯示值為259.4KHz；當(dāng)接入的脈沖信號為0.5MHz時，可以看到數(shù)碼管上的顯示值為508.3KHz。經(jīng)計算，測量值都在誤差允許范圍內(nèi)，因此符合設(shè)計要求，本設(shè)計成功完成預(yù)期目標(biāo)?？偨Y(jié)經(jīng)過一個星期的努力和老師的耐心指導(dǎo)，終于順利完成了此次的單片機課程設(shè)計。整個過程可以說就是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程，雖然有點累，但收獲頗多。通過此次的單片機課程設(shè)計，我學(xué)到了許多以前在課本上學(xué)不到的東西，同時也把以前學(xué)到的理論知識運用到了此次的課程設(shè)計中，很好地加強了我在單片機方面的知識，特別是在中斷處理部分。整個調(diào)試程序的過程讓我對keil軟件有了更深一步的了解。并且，此次的課程設(shè)計也很好地鍛煉了我的動手能力，讓我能夠發(fā)現(xiàn)問題，積極開動腦筋去解決問題，同時也讓我對硬件有了進(jìn)一步的了解。課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決問題的實際能力，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對我們實際工作能力的具體訓(xùn)練和考查過程。這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合的重要性，只掌握書上的理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而應(yīng)該