基于單片機(jī)的脈沖頻率計的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)本科畢設(shè)論文論文

班級學(xué)號蘇州大學(xué)電子信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文題目學(xué)院專業(yè)學(xué)生姓名導(dǎo)師姓名

畢業(yè)設(shè)計（論文)誠信聲明書本人聲明：本人所提交的畢業(yè)論文《基于單片機(jī)的脈沖頻率計的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)》是本人在指導(dǎo)老師下獨(dú)立研究、寫作的結(jié)果，論文中引用他人的無論以何種方式發(fā)布的文字、研究成果，均在論文中加以說明；有關(guān)教師、同學(xué)和其他人員對本文的寫作、修訂提出過并為我在論文中加以采納的意見、建議，均已在我的致謝詞中加以說明并深致謝意。本論文和資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。論文作者：（簽字）時間：2013年月日指導(dǎo)老師已閱：（簽字）時間:2013年月日 蘇州大學(xué)電子信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名王如順學(xué)號指導(dǎo)教師馬強(qiáng)職稱學(xué)院電子信息工程學(xué)院專業(yè)電子信息工程題目名稱基于單片機(jī)的脈沖頻率計的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)任務(wù)與要求：任務(wù)：1．掌握電子元器件的特性及其工作環(huán)境，學(xué)會查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)。2．學(xué)會應(yīng)用keil、Proteus、Protel等軟件。3．能夠完成基本的硬件設(shè)計。4.學(xué)會調(diào)試系統(tǒng)軟件、硬件，具備基本的故障排除能力。要求：設(shè)計一個基于單片機(jī)控制的脈沖頻率計，要求該頻率計能夠測得方波、三角波等多種波形的頻率。要求該頻率計測量數(shù)值穩(wěn)定，精度較高且安全經(jīng)濟(jì)。要較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用意義。開始日期2013年月日完成日期2013年月日院長（簽字）2013年月日蘇州大學(xué)電子信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）工作計劃學(xué)生姓名王如順學(xué)號指導(dǎo)教師王如順職稱學(xué)院電子信息學(xué)院專業(yè)電子信息工程題目名稱基于單片機(jī)的脈沖頻率計的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)一、畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度起止時間工作內(nèi)容2013.9.10-2013.10.10查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,學(xué)習(xí)有關(guān)電子元器件知識2013.10.11-2013.10.15確立方案，檢索相關(guān)技術(shù)資料，熟悉相關(guān)仿真軟件，設(shè)計整體電路圖原理和仿真PCB板,完成開題報告2013.10.16-2013.10.24軟件仿真設(shè)計，開始撰寫論文2013.10.25—2012.10.30進(jìn)行系統(tǒng)軟件和硬件調(diào)試2013.11.01—2012.11.24整理資料，撰寫畢業(yè)論文、論文答辯主要參考書目（資料）[1]江曉安，董秀峰，楊頌華。數(shù)字電子技術(shù)（第三版）西安電子科技大學(xué)出版社.2002.[2]譚浩強(qiáng)，C程序設(shè)計（第三版）清華大學(xué)出版社.2004.[3]鄒大挺，頻率計的設(shè)計[J]。《電子產(chǎn)品世界》出版社.2006.第193期4-7.[4]王永生，電子測量學(xué)[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社.2003. 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11.1研究背景及意義 11.2頻率計國內(nèi)外現(xiàn)狀 1第二章系統(tǒng)總體設(shè)計 32.1頻率測量方法 32.2頻率計的設(shè)計內(nèi)容 42.3測頻原理 42.4設(shè)計方案 5第三章硬件電路設(shè)計 93.1硬件整體設(shè)計 93.2頻率產(chǎn)生模塊 93.2.1NE555簡介及其主要特點(diǎn) 93.2.2NE555芯片引腳圖及引腳功能介紹 103.2.3電路分析 113.3放大整形模塊 123.3.1放大整形模塊的意義 123.3.2放大整形模塊原理 123.4電源模塊 133.4.1充電寶的定義及優(yōu)點(diǎn) 143.5單片機(jī)模塊 143.5.1STC89C52單片機(jī)簡介 153.5.2STC89C52單片機(jī)的特性 153.5.3STC89C52單片機(jī)引腳圖及引腳功能介紹 16第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計 254.1軟件模塊設(shè)計 254.2中斷服務(wù)子程序 264.3顯示子程序 274.4應(yīng)用軟件簡介 284.4.1Keil的簡介及其優(yōu)點(diǎn) 284.4.2Keil的使用 284.4.3Aultiumdesigner的簡介及其優(yōu)點(diǎn) 30第五章系統(tǒng)調(diào)試 335.1硬件調(diào)試 335.1.1頻率產(chǎn)生模塊調(diào)試 335.1.2電源模塊調(diào)試 335.2軟件調(diào)試 335.2.1Aultiumdesigner軟件調(diào)試 335.2.2功能調(diào)試 335.3系統(tǒng)調(diào)試 345.3.1系統(tǒng)軟件調(diào)試 345.3.2系統(tǒng)硬件調(diào)試 345.4誤差分析 34總結(jié) 35致謝 37參考文獻(xiàn) 39附錄 41PAGE39第一章緒論1.1研究背景及意義頻率，是單位時間內(nèi)完成振動的次數(shù)，是描述振動物體往復(fù)運(yùn)動頻繁程度的量。在電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，頻率是一個最基本的參數(shù)。它不僅是各種強(qiáng)弱電信號的物質(zhì)本質(zhì)參數(shù)之一，還因為頻率信號的抗干擾性強(qiáng)、已與傳輸、可以獲得較高的測量精度等特點(diǎn)使各種非電信號，諸如速度、力、圖像、音訊等物理量都可以轉(zhuǎn)換為電頻率信號。因此工程中很多測量，如用振弦式方法進(jìn)行力的測量、時間測量、速度測量速度控制等都涉及到頻率測量。因此，研究頻率計具有一定的實(shí)用價值。頻率計是一種用十進(jìn)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波信號、方波信號、尖脈沖信號以及其它各種單位時間內(nèi)變化的物理量。在測控系統(tǒng)中，測頻方法的研究越來越受到大家的重視，多種非頻率量的傳感信號都要轉(zhuǎn)化為頻率量來進(jìn)行測量，而頻率計作為測量頻率的儀器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、實(shí)驗室、國防等領(lǐng)域1.2頻率計國內(nèi)外現(xiàn)狀在國際上頻率計的分類很多。按功能分類，電子計數(shù)器有通用和專用之分。通用型計數(shù)器是一種具有多種測量功能、多種用途的萬能計數(shù)器，它可測量頻率、周期、多周期平均值、時間間隔、累加計數(shù)、計時等。專用計數(shù)器指專門用來測量某種單一功能的計數(shù)器。按頻段分類有低速頻率計數(shù)器、中速頻率計數(shù)器、高速頻率計數(shù)器和微波頻率計數(shù)器之分。其中低速頻率計數(shù)器最高計數(shù)頻率小于10MHZ；中速頻率計數(shù)器最高頻率計數(shù)頻率為10到100MHZ；高速頻率計數(shù)器最高計數(shù)頻率大于100MHZ；微波頻率計數(shù)器的測頻范圍為1到80GHZ或更高。數(shù)字電路制造工業(yè)的進(jìn)步，使得系統(tǒng)設(shè)計人員能在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的功能，從而提高系統(tǒng)可靠性和速度。現(xiàn)如今，頻率計已經(jīng)不僅僅是測量信號頻率的裝置了，還可以測量方波的脈寬。在人們的生產(chǎn)生活中數(shù)字頻率計也發(fā)揮著越來越重要的作用，比如有數(shù)字頻率計來監(jiān)控生產(chǎn)過程，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況，以便給人們爭取時間處理。除此之外，它還可以應(yīng)用于工業(yè)控制等其它領(lǐng)域。在傳統(tǒng)的電子測量儀器中，示波器在進(jìn)行頻率測量時測量精度較低，誤差較大。頻譜儀可以準(zhǔn)確的測量頻率并顯示被測信號的頻譜，但測量速度較慢，無法實(shí)時快速地跟蹤捕捉到被測信號的頻率變化。正是由于頻率計能夠快速準(zhǔn)確地捕捉到被測信號頻率的變化，因此頻率計擁有非常廣泛的應(yīng)用范圍。目前，市場上的頻率計廠家可分為三類：中國大陸廠家、中國臺灣廠家、歐美廠家。其中，歐美頻率計廠家所占有的市場份額最大。歐美頻率計廠家主要有：PendulumInstruments和Agilent科技。現(xiàn)如今，對于頻率計的設(shè)計目前也有專用芯片可以實(shí)現(xiàn)，如利用MAXIM公司的ICM7240來設(shè)計頻率計，但由于這種芯片的計數(shù)頻率比較低，遠(yuǎn)不能達(dá)到在一些場合而要測量很高的頻率要求，而且測量精度也受到芯片本身的限制，因此提出用AT89C52單片機(jī)設(shè)計頻率計來解決這些問題，從而實(shí)現(xiàn)高精度，寬范圍測量的頻率計的設(shè)計。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計2.1頻率測量方法頻率測量是電子測量領(lǐng)域的最基本測量，通常頻率測量有兩種方法：1.計數(shù)法(直接測量法)。這是指在一定的時間間隔T內(nèi)，對輸入的周期信號脈沖計數(shù)為:N，則信號的頻率就等于時間間隔T/脈沖計數(shù)N。測量存在相對誤差。這種方法適合于高頻測量，信號的頻率越高，則相對誤差越小。如圖2.1所示。圖圖2.1計數(shù)法測頻率原理：T0負(fù)責(zé)對外部脈沖進(jìn)行計數(shù)，T1負(fù)責(zé)1S的定時，同時啟動T1和T1，當(dāng)1S到時，即可得到被測信號的頻率。圖2.2周期法測頻率2.測周法(間接測量法)。這種方法是計量在被測信號一個周期內(nèi)頻率為Fo的標(biāo)準(zhǔn)信號的脈沖數(shù)N來間接測量頻率。被測信號的周期越長(頻率越低)，則測得的標(biāo)準(zhǔn)信號的脈沖數(shù)N越大，則相對誤差越小。周期法測頻率如圖圖2.2周期法測頻率3．組合測頻法在低頻時采用直接測量周期法測信號周期，然后換算成頻率。高頻時采用直接測頻法，這種方法在一定程度上彌補(bǔ)了上述兩種方法的不足，但是難以確定最佳分測點(diǎn)，且電路設(shè)計較復(fù)雜。因此要采用合理的組合方案在我所設(shè)計的的方案中，選擇了STC89C52單片機(jī)為核心組件，該單片機(jī)晶振為12M。工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。在我的硬件設(shè)計中，我選擇測量的是硬件本身自帶器件NE555振蕩頻率。影響NE555振蕩頻率的因素是電阻Ra、Rb和電容C參數(shù)穩(wěn)定了。其中電阻值的穩(wěn)定性和電容值的穩(wěn)定性易受外界溫度影響，所以說外界溫度是影響振蕩頻率的最主要因素。只有在怛定溫度下，NE555振蕩器才能輸出比較穩(wěn)定的振蕩頻率。在恒定的振蕩頻率下，選擇第一種測頻方法，直接測量法更加直接有效。2.2頻率計的設(shè)計內(nèi)容利用電源、單片機(jī)、分頻電路及數(shù)碼管或LCD1602顯示等模塊設(shè)計一個簡易的頻率計能夠粗略測量出被測信號的頻率。參數(shù)要求如下：1.測量范圍1Hz～5KHz。.2.用LCD1602顯示測量值。3.可以測量方波、三角波及正弦波等多種波形。2.3測頻原理所謂頻率，指的是單位時間內(nèi)完成振動的次數(shù)。測頻的原理，就是“在單位時間內(nèi)對被測信號進(jìn)行計數(shù)，在我的硬件設(shè)計及中，引文選用的是NE555產(chǎn)生的并送入主門的輸入端。由晶體振蕩器產(chǎn)生的基頻按十進(jìn)制分頻得出的分頻脈沖。經(jīng)過基選通門去觸發(fā)主控電路再通過主控電路以適當(dāng)?shù)木幋a邏輯便得到相應(yīng)的控制指令，用以控制主門電路選通被測信號所產(chǎn)生的矩形波至十進(jìn)制計數(shù)電路進(jìn)行直接計數(shù)和顯示。若在一定的時間間隔T內(nèi)累計周期性的重復(fù)變化次數(shù)N則頻率即為重復(fù)變化次數(shù)N與時間間隔T，但是，這種方法是有誤差的。誤差原理如圖2.3所示。圖圖2.3頻率的測量及誤差產(chǎn)生原因在圖2.3中，假設(shè)時基信號為1KHz，則用此法測得的待測信號為1KHz×5=5KHz。但從圖中可以看出待測信號應(yīng)該在5.5KHz左右，誤差約有0.5/5.5≈9.1%,這個誤差是比較大的。實(shí)際上，測量的脈沖個數(shù)的誤差會在士1之間。假設(shè)所測得的脈沖個數(shù)為N，所測頻率的存在誤差，減小誤差的方法就是增大N。本頻率計要求測頻誤差在1‰以下，則N應(yīng)大于1000，通過計算，對,1KHz以下的信號用測頻法，反應(yīng)的時間長于或等10S。由此可以得出一個初步結(jié)論,測頻法適合測高頻信號。頻率計數(shù)器嚴(yán)格地按照計數(shù)N與時間間隔T之比進(jìn)行測頻由于數(shù)字測量的離散性，被測頻率在計數(shù)器中所記進(jìn)的脈沖數(shù)可有正一個或負(fù)一個脈沖的土1量化誤差，應(yīng)當(dāng)指出:測量頻率時所產(chǎn)生的誤差是由N和T倆個參數(shù)所決定的，一方面是單位時間內(nèi)計數(shù)脈沖個數(shù)越多時，精度越高；另一方T越穩(wěn)定時,精度越高。為了增加單位時間內(nèi)計數(shù)脈沖的個數(shù)。一方面可在輸入端將被測信號倍頻；另一方面，可增加T來滿足，為了增加T的穩(wěn)定度，只需提高晶體振蕩器的穩(wěn)定度和分頻電路的可靠性就能達(dá)到。上述表明：在頻率測量時，被測信號頻率越高，測量精度越高。2.4設(shè)計方案在我此次的畢業(yè)設(shè)計硬件中，硬件主題部分主要分為頻率產(chǎn)生模塊、放大整形模塊、電源模塊、單片機(jī)模塊和顯示模塊共五大模塊，其總體設(shè)計框圖如圖2.4所示。頻率產(chǎn)生模塊頻率產(chǎn)生模塊電源模塊顯示模塊放大整形模塊圖2.4系統(tǒng)總體設(shè)計框圖單片機(jī)模塊單片機(jī)模塊在此次設(shè)計中，各個模塊的具體作用為：1.頻率產(chǎn)生模塊：此模塊主要采用的是NE5558腳時基集成電路和200K電位器。影響NE555振蕩頻率的因素是電阻和電容參數(shù)。其中電阻值的穩(wěn)定性和電容值的穩(wěn)定性易受外界溫度影響，所以說外界溫度是影響振蕩頻率的最主要因素。在怛定溫度下，NE555振蕩器輸出比較穩(wěn)定的振蕩頻率。在恒定的振蕩頻率下,對我們測量頻率的精確性有很大的提高，而200K電位器的作用則是：通過調(diào)節(jié)電位器來調(diào)節(jié)NE5555時基電路輸出的脈沖寬度，從而測得不同的頻率值。整個頻率計設(shè)計中頻率產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的頻率值送入單片機(jī)然后再被送入顯示模塊，通過顯示模塊顯示的頻率值與產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的頻率值比較，檢測單片機(jī)的C程序功能的正確性。測得NE555時基電路輸出頻率值。2.放大整形模塊：因為在單片機(jī)計數(shù)中只能對脈沖波進(jìn)行計數(shù)，而實(shí)際中需要測量頻率的信號是多種多樣的，有脈沖波、還有可能有正弦波、三角波等，所以需要一個電路。把待測信號轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行計數(shù)的脈沖波。3.電源模塊：為整個系統(tǒng)提供合適又穩(wěn)定的電源主要為單片機(jī)、頻率產(chǎn)生模塊以及顯示模塊提供電源，電壓要求穩(wěn)定、噪聲小及性價高的電源，考慮到環(huán)保因素、安全性以及展示方便性，我在此次硬件設(shè)計中加了USB接口，在有數(shù)據(jù)線的情況下，可以通過外接電源為此頻率計充電，大大提高了產(chǎn)品的可攜帶性、安全性以及環(huán)保性。4.單片機(jī)模塊：以STC89C52單片機(jī)為控制核心，來完成待測信號的計數(shù)、譯碼和顯示以及對分頻比的控制。利用其內(nèi)部的定時/計數(shù)器完成待測信周期/頻率的測量。單片機(jī)STC89C52內(nèi)部具有2個16位定時/計數(shù)器，定時/計數(shù)器的工作可以由編程來實(shí)現(xiàn)定時/計數(shù)和產(chǎn)生計數(shù)溢出時中斷要求的功能。5.顯示模塊：顯示電路采用LCD1602動態(tài)顯示，其內(nèi)容為16×2即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊，顯示字符和數(shù)字。它由若干個5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，但也正因為如此，它不能很好地顯示圖形。第三章硬件電路設(shè)計3.1硬件整體設(shè)計在我此次的設(shè)計中，硬件設(shè)計共分為:頻率產(chǎn)生模塊、放大整形模塊、電源模塊單片機(jī)模塊和顯示模塊共五個模塊。系統(tǒng)整體電路如圖3.1所示。圖圖3.1系統(tǒng)總體電路圖3.2頻率產(chǎn)生模塊本頻率計中頻率產(chǎn)生模塊采用NE5558路時基電路作為頻率發(fā)生器，同時輔以200K電位器來改變脈沖寬度以獲得不同的頻率。主要用于檢測單片機(jī)的C程序是否能正確測出對應(yīng)的頻率。其主要應(yīng)用的電路是NE555集成電路的改變。NE555集成電路有雙極型和CMOS型兩種。CMOS型的優(yōu)點(diǎn)是功耗低、電源電壓低、輸入阻抗高、但輸出功率較小，輸出驅(qū)動電流只有幾毫安。雙極型的優(yōu)點(diǎn)輸出功率大。雙驅(qū)動電流達(dá)200毫安，其他指標(biāo)不如COMS型。555的應(yīng)用電路很多，只要改變NE555集成電路的外部附加電路，就可以構(gòu)成幾百種應(yīng)用電路。大體可分為NE555單穩(wěn)、NE555雙穩(wěn)及NE555無穩(wěn)，即振蕩器三類。本次設(shè)計的頻率計采用的是NE555無穩(wěn)振蕩器電路。3.2.1NE555簡介及其主要特點(diǎn)NE555為8腳時基集成電路，大約在1971年由SigneticsCorporation發(fā)布，在當(dāng)時是唯一非?？焖偾疑虡I(yè)化的TimerIC，在往后的30年中非常普遍被使用，且延伸出許多的應(yīng)用電路，后來基于CMOS技術(shù)版本的TimerIC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原規(guī)格的NE555依然正常的在市場上供應(yīng)，盡管新版IC在功能上有部份的改善，但其腳位勁能并沒變化，所以到目前都可直接的代用。NE555主要特點(diǎn)如下：1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。2.它的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配。3.其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負(fù)載。4.它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜。3.2.2NE555芯片引腳圖及引腳功能介紹NE555引腳功能介紹:Pin1(接地)：地線(或共同接地)，通常被連接到電路共同接地。圖3.2NE555內(nèi)部功能框圖Pin2(觸發(fā)點(diǎn))：這個腳位是觸發(fā)圖3.2NE555內(nèi)部功能框圖其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3VCC，下緣須低于1/3VCC。Pin3(輸出)：輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器6腳和下比較器2腳的控制。當(dāng)觸發(fā)器接受上比較器1從R腳輸入的高電平時，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)，3腳輸出低電平，2腳和6腳是互補(bǔ)的，2腳只對低電平起作用，高電平對它不起作用即電壓小于1UCC/3，此時，3腳輸出高電平。6腳為*值端只對高電平起作用，低電平對它不起作用，即輸入電壓大于2UCC/3，稱高觸發(fā)端。3腳輸出低電平,但有一個先決條件，即2腳電位必須大于1UCC/3時才有效。3腳在高電位接近電源電壓UCC，輸出電流最大可達(dá)200mA。Pin4(重置)：當(dāng)4腳電位小于0.4時，不管2、6腳狀態(tài)如何，輸出端3腳輸出低電平。Pin5(控制)：這個接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。Pin6(重置鎖定)：Pin6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個接腳的電壓從1/3VCC電壓以下移至2/3VCC以上時啟動這個動作。Pin7(放電)：與3腳輸出同步,輸出電平一致,但7腳并不輸出電流,所以3腳稱為實(shí)高或低,7腳稱為虛高。Pin8(V+)：這是NE555個計時器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。NE555芯片管腳介紹：圖3.3NE555芯片管腳圖介紹NE555集成電路是圖3.3NE555芯片管腳圖介紹如圖3.3所示。其中6腳稱*值端(TH)，是上比較器的輸入；2腳稱觸發(fā)端（TR），是下比較器的輸入；3腳是輸出端(Vo),它有0和1兩種狀態(tài),由輸入端所加的電平?jīng)Q定。4腳是復(fù)位端（MR），加上低電平時可是輸出為低電平；5腳控制電壓端（Vc），可用它改變上下觸發(fā)電平值；7腳是放電端（DIS），它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定，8腳是電源端，1是接地端。3.2.3電路分析本頻率計中的方波發(fā)生器電路為NE555振蕩器電路（無穩(wěn)電路）。由NE555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖3.4所示,其工作波形如圖3.5所示。接通電源后電源VDD通過R1和R2對電容C充電,當(dāng)Uc<VDD/3時,振蕩器輸出Vo=1,放電管截止。當(dāng)Uc充電到≥2VDD/3后,振蕩器輸出Vo翻轉(zhuǎn)成0,此時放電管導(dǎo)通,使放電端(DIS)接地,電容C通過R2對地放電,使Uc下降。當(dāng)Uc下降到≤VDD/3后,振蕩器輸出Vo又翻轉(zhuǎn)成1,此時放電管又截止,使放電端(DIS)不接地。電源VDD通過R1和R2又對電容C充電，又使Uc從VDD/3上升到2VDD/3,觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)。如此周而復(fù)始，從而在輸出端Vo得到連續(xù)變化的振蕩脈沖波形脈沖寬度TL≈0.7R2C，由電容C放電時間決定，TH=0.7(R1+R2)C式（3-21），電容C充電時間決定脈沖周期:T≈TH+TL式（3-32）。圖3.4原理圖圖3.4原理圖圖3.5波形圖圖3.5波形圖3.3放大整形模塊3.3.1放大整形模塊的意義因為在單片機(jī)計數(shù)中只能對脈沖波進(jìn)行計數(shù)，而實(shí)際中需要測量頻率的信號是多種多樣的，有脈沖波、還有可能有正弦波、三角波等，所以需要一個電路。把待測信號轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行計數(shù)的脈沖波。在我此次的設(shè)計中，放大整形模塊的作用就是將NE555輸出的待測信號轉(zhuǎn)化成可以計數(shù)的矩形波。3.3.2放大整形模塊原理放大整形系統(tǒng)包括衰減器、跟隨器、放大器、施密特觸發(fā)器。它將正弦輸入信號Vx整形成同頻率方波Vo幅值過大的被測信號經(jīng)過分壓器分壓送入后級放大器，以避免波形失真。由運(yùn)算放大器構(gòu)成的射極跟隨器起阻抗變換作用，使輸入阻抗提高。同相輸入的運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)為（R1+R2）/R1，改變R1的大小可以改變放大倍數(shù)，系統(tǒng)的整形電路由施密特觸發(fā)器組成，整形后的方波送到閘門以便計算。由于輸入的信號可以是正弦波、三角波，而后面的閘門或計數(shù)電路要求被測信號為矩形波，所以需要設(shè)計一個整形電路在測量的時候，首先通過整形電路將正弦波或者三角波轉(zhuǎn)化成矩形波。在整形之前由于不清楚被測信號的強(qiáng)弱的情況。所以在通過整形之前通過放大衰減處理。在輸入信號電壓幅度較大時，通過輸入衰減電路將電壓幅度降低。當(dāng)輸入信號電壓幅度較小時，前級輸入衰減為零時若不能驅(qū)動后面的整形電路，則調(diào)節(jié)輸入放大的增益時被測信號得以放大。根據(jù)上述分析，放大電路放大整形電路采用高頻晶體管3DG100與74LS00等組成。其中3DG100為NPN型高頻小功率三極管，組成放大器將輸入頻率為fx的周期信號如正弦波、三角波及方波等波進(jìn)行放大。與非門74LS00構(gòu)成施密特觸發(fā)器，它對放大器的輸出波形信號進(jìn)行整形，使之成為矩形脈沖。具體放大整形模塊圖3.6所示。圖3.6整形電路圖3.6整形電路3.4電源模塊電源模塊，顧名思義，為整個系統(tǒng)提供合適又穩(wěn)定的電源主要為單片機(jī)、頻率產(chǎn)生模塊以及顯示模塊提供電源電壓要求穩(wěn)定、噪聲小及性價高的電源，考慮到環(huán)保因素、安全性以及展示方便性，我在此次硬件設(shè)計中加了USB接口，在有數(shù)據(jù)線的情況下，可以通過外接電源為此頻率計充電，大大提高了產(chǎn)品的可攜帶性、安全性以及環(huán)保性。3.4.1充電寶的定義及優(yōu)點(diǎn)充電寶是指可以直接給移動設(shè)備充電且自身具有儲電單元的裝置。充電寶自身的充電插頭直接通過交流電源可以對移動設(shè)備充電且自身具有存電裝置，相當(dāng)于一個充電器和備用電池的混合體，相比備用電源而言可以簡化一個充電插頭的裝置，而相比于充電器它又自身具有存電裝置，可以在沒有直電源或外出時給數(shù)碼產(chǎn)品提供備用電源。充電寶其定義就是方便易攜帶的大容量隨身電源。它是一個集儲電，升壓，充電管理充電寶的優(yōu)點(diǎn):1.普適性：充電寶能夠滿足多種數(shù)碼產(chǎn)品對電能的需求，不僅僅是數(shù)碼產(chǎn)品，還有很多其他便攜式設(shè)備，充電寶都可以兼容。2.功能強(qiáng)大：充電寶能夠保證相當(dāng)長時間內(nèi)的持續(xù)供電能力。3.便攜性：目前的充電寶產(chǎn)品發(fā)展趨勢之一就是輕便型，就是保證產(chǎn)品足夠輕薄的情況下能夠具備較強(qiáng)的供電能力。圖3.7充電寶結(jié)構(gòu)圖3.7充電寶結(jié)構(gòu)“惠世通”牌充電寶。其優(yōu)點(diǎn)是本應(yīng)急電源可適用于各品牌系列智能手機(jī)及數(shù)碼產(chǎn)品充電。全新結(jié)構(gòu)、精致設(shè)計、內(nèi)置智能充電及全面的過充、過放、過壓保護(hù)電路，使用方便安全。如圖3.7所示其技術(shù)規(guī)格如下：輸入：DC5V-500mA輸出：DC5V-600mAMax容量：>4800mWh執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB4943-2001外觀尺寸：長96（mm）、寬60（mm）、厚14（mm）3.5單片機(jī)模塊在我此次的硬件設(shè)計中，選用的是STC89C52單片機(jī)。3.5.1STC89C52單片機(jī)簡介8位單片機(jī)是MSC-51系列產(chǎn)品升級版，有世界著名半導(dǎo)體公司ATMEL在購買MSC-51設(shè)計結(jié)構(gòu)后，利用自身優(yōu)勢技術(shù)（掉電不丟數(shù)據(jù)）閃存生產(chǎn)技術(shù)對舊技術(shù)改進(jìn)和擴(kuò)展，同時使用新的半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝，最終得到成型產(chǎn)品。此同時，世界上其他的著名公司也通過基本的51內(nèi)核，結(jié)合公司自身技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)生產(chǎn)，推廣一批如51F02等高性能單片機(jī)。STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。3.5.2STC89C52單片機(jī)的特性STC89C52單片機(jī)內(nèi)部主要特性如下：1.8K字節(jié)程序存儲空間。2.512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間。3.內(nèi)帶2K字節(jié)EEPROM存儲空間。4.可直接使用串口下載。5.AT89S52單片機(jī)。6.8K字節(jié)程序存儲空間。7.256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間。8.沒有內(nèi)帶EEPROM存儲空間。3.5.3STC89C52單片機(jī)引腳圖及引腳功能介紹STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。STC89C52單片機(jī)引腳功能介紹VCC：電源電壓。GND：接地。P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。此外P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入(P1.1/T2EX)，P1口功能具體如表l所示。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。表3.1P1口第二種功能說明表引腳號第二功能P1.0T2(定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入)，時鐘輸出P1.1T2EX(定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制)，時鐘輸出P1.5MOSI(在系統(tǒng)編程用)P1.6MISO(在系統(tǒng)編程用)P1.7SCK(在系統(tǒng)編程用)P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平,對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P2口第二功能說明如表3.2所示。表3.2P2口第二功能說明表引腳號第二功能P3.0RXD(串行輸入)P3.1TXD（串行輸出）P3.2INT0（外部中斷0）P3.3INT1（外部中斷1）P3.4T0（定時器0外部輸入）P3.5T1（定時器1外部輸入）P3.7WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.8RD（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于電阻的原因，將輸出電流。P3口亦作為AT89C51特殊功能（第二功能）使用，P3口功能如表所示。在flash編程和校驗P3口也接收一些控制信號。RST:復(fù)位位輸入。當(dāng)晶振工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)STC89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP：外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。3.5.4單片機(jī)引腳分配根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計及各模塊的分析得出，單片機(jī)的引腳分配如表3.3所示：表3.3單片機(jī)端口分配表模塊端口功能顯示模塊P0.0-P0.4、P2.0-p2.7數(shù)碼管頻率顯示P1.4-P1.6LED單位顯示3.6顯示模塊在我此次畢設(shè)硬件的顯示器選擇中，我選擇了LCD1602工業(yè)字符型液晶顯示器，它能夠同時顯示16x02即32個字符。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為顯示輸出器件有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：1.顯示質(zhì)量高。由于液晶顯示器每一個點(diǎn)在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。2.數(shù)字式接口。液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。3.體積小、重量輕。液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。功耗低。相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動IC上，因而耗電量比其他顯示器要少得多。3.6.2LCD1602液晶顯示器簡介1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形。LCD1602液晶顯示器操作控制：LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點(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、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(diǎn)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(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如'A’。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1軟件模塊設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法。整個系統(tǒng)由初始化模塊，信號頻率測量模塊，自動量程轉(zhuǎn)換和顯示模塊等模塊組成。系統(tǒng)軟件流程如圖4.1所示。頻率計開始工作或者完成一次頻率測量，系統(tǒng)軟件都進(jìn)行測量初始化。測量初始化模塊設(shè)置堆棧指針（SP）、工作寄存器、中斷控制和定時/計數(shù)器的工作方式。定時/計數(shù)器的工作首先被設(shè)置為計數(shù)器方式，即用來測量信號頻率。圖圖4.1系統(tǒng)軟件流程總圖工作流程：首先定時/計數(shù)器的計數(shù)寄存器清0，運(yùn)行控制位TR置1，啟動對待測信號的計數(shù)。計數(shù)閘門由軟件延時程序?qū)崿F(xiàn)，從計數(shù)閘門的最小值（即測量頻率的高量程)開始測量，計數(shù)閘門結(jié)束時TR清0,停止計數(shù)。計數(shù)寄存器中的數(shù)值經(jīng)過數(shù)制轉(zhuǎn)換程序從十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。得到滿足測量數(shù)據(jù)有效位數(shù)的要求。定時/計'數(shù)器的工作被設(shè)置為定時器方式，定時/計數(shù)器的計數(shù)寄存器清0,在判斷待測信號的上跳到來后，運(yùn)行控制位TR置為1，以單片機(jī)工作周期為單位進(jìn)行計數(shù)，直到信號的下跳沿到來，運(yùn)行控制位TR清0，停止計數(shù)。16位定時/計數(shù)器的最高計數(shù)位為65535，在我此次的畢設(shè)中，待測信號的頻率較低，定時/計數(shù)器可以對被測信號直接計數(shù)。4.2中斷服務(wù)子程序圖4.2T0中斷服務(wù)子程序T0中斷子程序流程如圖20所示。測頻時、定時器T0工作在定時方式，每次定時50ms，則T0中斷20次正好為l秒，即T0用來生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)秒信號，定時器T0用作計數(shù)器，對待測信號計數(shù)，每秒鐘的開始啟動T0，每秒鐘的結(jié)束關(guān)閉T0，則定時器T0之值乘以分頻系數(shù)就為待測信號的頻率圖4.2T0中斷服務(wù)子程序定時/計數(shù)器T1工作在計數(shù)方式，對信號進(jìn)行計數(shù)，其工作流程如圖4.3所示。4.3顯示子程序顯示子程序流程圖如所示：4.4應(yīng)用軟件簡介在我此次畢業(yè)設(shè)計中，軟件需要在Keil平臺上完成程序的調(diào)試，在Aultiumdesigner軟件平臺上完成仿真顯示。在這里，對Keil和Aultiumdesigner軟件做簡單介紹。4.4.1Keil的簡介及其優(yōu)點(diǎn)Keil是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍優(yōu)點(diǎn)：KeilC51生成的目標(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)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。4.4.2Keil的使用Keil是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)C語言的語法來開發(fā)，與匯編相比，C語言易學(xué)易用,而且大大的提高了工作效率和項目開發(fā)周期,他還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。KEILC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051微控制器的軟件開發(fā)提供了C語言環(huán)境,同時保留了匯編代碼高效,快速的特點(diǎn)。C51編譯器的功能不斷增強(qiáng)，使你可以更加貼近CPU本身，及其它的衍生產(chǎn)品。C51已被完全集成到uVision2的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實(shí)時操作系統(tǒng)，項目管理器，調(diào)試器。uVision2IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。其一般操作步驟如下：1.建立工程文件點(diǎn)擊“Project->Newproject”菜單，出現(xiàn)一個對話框，要求給將要建立的工程起一個名字，你可以在編緝框中輸入一個名字，點(diǎn)擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個對話框，按要求選擇目標(biāo)器件。建立新文件并增加到組。分別設(shè)置“target1”中的“Target,output.,debug”各項，使程序匯編后產(chǎn)生HEX文件。2.匯編，調(diào)試系統(tǒng)程序Keil單片機(jī)模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。在集成開發(fā)環(huán)境中選擇菜單“File→New”，單擊對應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵Ctrl十N將打開一個新的文本編輯窗口，完成匯編語言源文件的輸入并且完成源程序向當(dāng)前工程的添加。然后在集成開發(fā)環(huán)境中選擇菜單“File→SaveAs”可以完成文件的第一次存儲。注意，匯編語言源文件的擴(kuò)展名應(yīng)該是“ASM”，它應(yīng)該與工程文件存儲在同一文件夾之內(nèi)。在完成文件的第一次存儲以后，當(dāng)對匯編語言源文件又進(jìn)行了修改，再次存儲文件則應(yīng)該選擇菜單“File→Save”，單擊對應(yīng)的工具按鈕或者快捷健Ctrl+S實(shí)現(xiàn)文件的保存。接著的工作需要把匯編語言源文件加入工程之中。選擇工程管理器窗口的子目“SourceGroup1”，再單擊鼠標(biāo)右鍵打開快捷菜單，在快捷菜單中選擇“AddFiletoGroup‘SourceGroup1’”，加入文件對話框被打開。在這個對話框的“查找范圍（I）下拉列表框中選擇存儲匯編語言源文件的文件夾，在“文件類型（T）下拉列表框選擇“AsmSourcefile(*.a*.*.src)”，這時存儲的匯編語言源文件顯示出來。雙擊要加入的交件名或者選擇要加入的文件名再單擊“Add”按鈕即可完成把匯編語言源文件加入工程。文件加入以后，加入文件對話框并不消失，更多的文件也可以利用它加入工程。如果不需要加入其它文件，單擊“Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對話框。這是工程管理窗口的文件選項卡中子目錄“SourceGroup1”下出現(xiàn)一個匯編語言源文件。需要注意，當(dāng)把匯編語言源文件加入工程但還沒有關(guān)閉加入文件對話框，這時有可能被誤認(rèn)為文件沒有成功的加入工程而再次進(jìn)入加入操作，系統(tǒng)將顯示所需的文件已經(jīng)加入的提示。在這種情況下，單擊提示框中的“確定”按鈕，再單擊“Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對話框。3.編譯源程序出現(xiàn)錯誤時，返回上一級對錯誤更改后重新編譯，直到?jīng)]有錯誤為止。圖4.5Keil的使用圖4.5Keil的使用4.4.3Aultiumdesigner的簡介及其優(yōu)點(diǎn)AltiumDesigner是原Protel軟件開發(fā)商Altium公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，主要運(yùn)行在WindowsXP操作系統(tǒng)。這套軟件通過把原理圖設(shè)計、電路仿真、PCB繪制編輯、拓?fù)溥壿嬜詣硬季€、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)的完美融合，為設(shè)計者提供了全新的設(shè)計解決方案，使設(shè)計者可以輕松進(jìn)行設(shè)計優(yōu)點(diǎn)：AltiumDesigner除了全面繼承包括Protel99SE、ProtelDXP在內(nèi)的先前一系列版本功能和優(yōu)點(diǎn)外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。該平臺拓寬了板級設(shè)計的傳統(tǒng)界面，全面集成了FPGA設(shè)計功能和SOPC設(shè)計實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程設(shè)計人員能將系統(tǒng)設(shè)計中的FPGA與PCB設(shè)計及嵌入式設(shè)計集成在一起。由于AltiumDesigner在繼承先前Protel軟件功能的基礎(chǔ)上，綜合了FPGA設(shè)計和嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計功能。Aultiumdesigner中的電路仿真是真正的混合模式仿真器，可以用于對模擬和數(shù)字器件的電路分析。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機(jī)寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實(shí)驗，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。

第五章系統(tǒng)調(diào)試頻率計的系統(tǒng)調(diào)試包括系統(tǒng)硬件件調(diào)試、軟件調(diào)試。系統(tǒng)軟、硬件聯(lián)合調(diào)試。硬件調(diào)試包括電源模塊、整形模塊、分頻模塊等模塊，軟件調(diào)試就是通過修改程序，使頻率計功能完善，提高頻率計的測量精度。使用軟件仿真，調(diào)試仿真結(jié)果，同時使用數(shù)字萬用表和示波器測試輸出電壓值和輸出波形，調(diào)試出正確的軟硬件電路。5.1硬件調(diào)試5.1.1頻率產(chǎn)生模塊調(diào)試在我此次的設(shè)計中，頻率輸出模塊要求達(dá)到1Hz～5KHz的頻率范圍，硬件焊接調(diào)試完成后，接通電源，調(diào)節(jié)電位器，觀察顯示器頻率值變化范圍。經(jīng)調(diào)試，頻率計正常工作，頻率在所設(shè)定的范圍內(nèi)。5.1.2電源模塊調(diào)試電源電路包括變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等模塊在組成，使用LCD進(jìn)行電源工作狀態(tài)指示。搭建好硬件電路，檢查線路連接正確，通電，LCD顯示，并用數(shù)字萬用表測得電壓為5.01V，證明電路基本正常工作。5.2軟件調(diào)試5.2.1Aultiumdesigner軟件調(diào)試根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，進(jìn)行Keil和Aultiumdesigner系統(tǒng)仿真，不斷調(diào)試程序，直到符合功能要求。5.2.2功能調(diào)試經(jīng)過反復(fù)測試，基本功能都可以實(shí)現(xiàn)，可以測出波形頻率值，并可以自動切換量程單位，符合要求。5.3系統(tǒng)調(diào)試5.3.1系統(tǒng)軟件調(diào)試經(jīng)軟件的調(diào)試修改再調(diào)試，如此反復(fù)，排除各種故障最終基本完成了。1.測量范圍1Hz～5KHz2.用LCD1602顯示測量值3.可以測量方波、三角波及正弦波等多種波形設(shè)計所要求的任務(wù)。由單片機(jī)內(nèi)部定時器/計數(shù)器構(gòu)成基本測量電路，外加整形和頻率產(chǎn)生電路，由系統(tǒng)軟件設(shè)計可以測出1Hz～5KHz的量程范圍。5.3.2系統(tǒng)硬件調(diào)試軟件系統(tǒng)測試只能測試方波信號，外加硬件整形電路，可以測試正弦波、三角波等各種波形的頻率值，把頻率產(chǎn)生模塊、放大整形模塊、電源模塊、單片機(jī)模塊和顯示模塊這五個模塊組合在一起，組成了完整的頻率計。經(jīng)過不斷的軟硬件聯(lián)合調(diào)試，修改程序和硬件，最終使硬件功能符合設(shè)計要求。為了衡量這次設(shè)計的頻率計的工作情況和測量精度，我們對系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。用這次沒計的頻率計對信號進(jìn)行了測量，由實(shí)物頻率計測得頻率，記錄數(shù)據(jù)。確保了頻率計的準(zhǔn)確性和精確性。5.4誤差分析從記錄的數(shù)據(jù)可差分析以看出，系統(tǒng)軟件仿真誤差很小，在1Hz～99Hz范圍內(nèi)測量出來的頻率基本上就是輸入信號的頻率，在超出這個范圍后，才出現(xiàn)很小的誤差。但是在硬件調(diào)試中，可能是由于標(biāo)準(zhǔn)元器件本身誤差，如隨著時間的延長，其值相比剛出廠時產(chǎn)生誤差；造成測量結(jié)果沒有軟件仿真精確。同時手工焊接單片機(jī)最小系統(tǒng)、分頻整形電路等也會帶來一定的干擾，造成信號的失真，從而導(dǎo)致測量精度下降，測量范圍有所縮小，但是可以看出，誤差在允許范圍內(nèi)，所設(shè)計的電路基本符合要求?？偨Y(jié)時光荏苒，白駒過隙，轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)生活已接近尾聲了，歷時數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計到此也基本告一段落了。這一次的畢業(yè)設(shè)計，令我受益匪淺，收獲頗多，感觸良多。畢業(yè)設(shè)計，對于每一個畢業(yè)生來說，都是一次學(xué)以致用的綜合實(shí)踐，十七載寒窗苦讀，在即將畢業(yè)的時刻，用我們的所學(xué)給我們十七載的耕耘一個值得回憶的紀(jì)念。畢業(yè)設(shè)計，它將十七載書本所學(xué)知識糅合在一起，并作出拓展，此次的畢業(yè)設(shè)計，我收獲良多。首先，對單片機(jī)有了更加深入、全面的了解，更加深刻的體會到了單片機(jī)在當(dāng)今社會電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要作用。對單片機(jī)一些用法也有了更加深刻的了解；其次，再次溫習(xí)了C語言以對C語言程序編寫。接著，在軟件仿真方面，對Keil軟件以及Aultiumdesigner有了更加深入的了解，掌握了更多的技能；在硬件焊接方面，我對各種電子元器件有了更加形象的認(rèn)識，也對他們的工作環(huán)境有了初步的認(rèn)識；在文獻(xiàn)查閱方面，對于如何查找自己所需要的文獻(xiàn)資料有了心得。最后，畢業(yè)設(shè)計初期，我遇到了很多的問題，曾一度令我非常沮喪，但是后來，我慢慢克服了自己的浮躁，學(xué)會如何去將大問題化成一個個小問題，學(xué)會怎樣著手去解決我所碰到的這些問題，向老師請教，跟同學(xué)交流，總之，我一步一個腳印的在向著成功邁進(jìn)。這次的畢業(yè)設(shè)計，不僅僅是成功的實(shí)現(xiàn)了軟硬件結(jié)合，完成了老師的要求，同時，對我的性格以及解決問題的方式都有很大裨益。不可否認(rèn)的是，此次畢業(yè)設(shè)計中我還存在著許多不足，例如：頻率計測量精度不高，焊接PCB板時甚至出現(xiàn)虛焊等，我要再接再厲，認(rèn)真對待這些問題，及時彌補(bǔ)不足，改正錯誤。畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)生活的總結(jié)，也是我對自己終將逝去的青春最后的禮物，一直以來，我很認(rèn)真的在對待著這次畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計的過程，是一個靈活細(xì)膩的過程，我們要有耐心和信心不斷去解決我們所遇到的各種問題，用自己的邏輯思維能力。通過這次畢設(shè)，我鞏固了所學(xué)的知識，加深了對理論知識的理解，更重要的是鍛煉自已的獨(dú)立性，畢業(yè)設(shè)計結(jié)束后，我就將進(jìn)入社