簡(jiǎn)易頻率計(jì)數(shù)器

摘要在當(dāng)代電子設(shè)備中運(yùn)用中，經(jīng)常要測(cè)量一個(gè)波形的頻率，然后對(duì)其進(jìn)行分析研究。為了測(cè)量頻率，就要用到頻率計(jì)。在傳統(tǒng)的電子測(cè)量儀器中，示波器在進(jìn)行頻率測(cè)量時(shí)測(cè)量精度較低，誤差較大。但是頻率計(jì)能夠快速準(zhǔn)確的捕捉到被測(cè)信號(hào)頻率變化，因此，頻率計(jì)擁有非常廣泛的應(yīng)用范圍。本次課程設(shè)計(jì)總結(jié)和回顧了所學(xué)的單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，運(yùn)用了C51芯片的相關(guān)功能和編程的知識(shí)。簡(jiǎn)易頻率計(jì)數(shù)器系統(tǒng)包括串口下載、復(fù)位電路，外部計(jì)數(shù)器T0或T1作為外部頻率輸入，信號(hào)源提供外部頻率，四位數(shù)碼管顯示結(jié)果等6部分。關(guān)鍵詞：C51芯片，C語言編程，Proteus軟件，keil軟件

一、設(shè)計(jì)題目與要求1.1設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)易頻率計(jì)數(shù)器1.2設(shè)計(jì)要求：自制一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)，包括串口下載、復(fù)位電路，采用外部計(jì)數(shù)器T0或T1作為外部頻率輸入，外部頻率由信號(hào)源提供，測(cè)量出來的頻率顯示在四位一體的數(shù)碼管上。二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1功能需求 要求所設(shè)計(jì)電路能夠進(jìn)行串口下載、手動(dòng)復(fù)位、測(cè)量外接信號(hào)源的頻率，并且測(cè)量出的頻率能在四位一體數(shù)碼管上顯示出來。2.2設(shè)計(jì)流程實(shí)驗(yàn)過程首先用Proteus軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真，利用keil軟件進(jìn)行編程并檢查程序，然后根據(jù)仿真電路布局把元件焊接在電路板上，并進(jìn)行通電測(cè)試，最終到一個(gè)滿足設(shè)計(jì)要求的簡(jiǎn)易頻率計(jì)數(shù)器。（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知條件，確定頻率計(jì)數(shù)器電路方案，計(jì)算和選取單元電路的原件參數(shù)，確定系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)，畫出系統(tǒng)框圖；（2）單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件的選擇；（3）應(yīng)用Proteus軟件進(jìn)行仿真，并分析系統(tǒng)性能；（4）應(yīng)用Keil軟件進(jìn)行編程，并檢查程序與仿真相匹配；（5）系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及制作；（6）硬件調(diào)試及分析：利用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，萬用表等實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有工具檢查復(fù)位電路，外接晶振電路以及主干電路的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并與設(shè)計(jì)要求值進(jìn)行比較，若有不同則仔細(xì)分析調(diào)試至出現(xiàn)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果；（7）按要求按時(shí)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。2.3資料查詢與硬件選型89C51是一種高性能低功耗的采用CMOS工藝制造的8位微控制器，它提供下列標(biāo)準(zhǔn)特征：4K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的RAM,32條I/O線，2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5中斷源兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)雙工的串行口,片上震蕩器和時(shí)鐘電路。單片機(jī)各引腳功能及引腳圖單片機(jī)各引腳功能VCC/GND:供電電源。P0口（P0.0-P0.7）:可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位，能夠用于外部程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口（P1.0-1.7）:標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出I/O，P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口（P2.0-P2.7）:既可用于標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出I/O，也可用于外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪問時(shí)的高八位地址。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口（P3.0-P3.7）:既可以作標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出I/O，也可作為AT89C51的一些特殊功能口。P3口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（定/計(jì)時(shí)器0外部輸入）P3.5T1定/計(jì)時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST/VPD（9腳）:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG（30腳）:當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。/PSEN（29腳）:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP（31腳）:當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1（19腳）:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2（18腳）:來自反向振蕩器的輸出。（2）單片機(jī)引腳圖如圖2-1所示圖2-SEQ圖2_-\*ARABIC1單片機(jī)引腳圖四位一體數(shù)碼管各引腳介紹及引腳圖（1）數(shù)碼管結(jié)構(gòu)各引腳介紹數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。a,b,c,d,e,f,g,dp引腳為段選引腳，分別控制數(shù)碼管8個(gè)顯示筆畫及小數(shù)點(diǎn)，顯示動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，1,2,3,4引腳分別表示四個(gè)數(shù)碼管的位選引腳，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，即1、2、3、4引腳控制。（2）數(shù)碼管引腳圖如圖2-2所示圖2-SEQ圖2_-\*ARABIC2數(shù)碼管引腳圖3.硬件選型本次課程設(shè)計(jì)所用單片機(jī)型號(hào)為AT89C51RD，四位一體數(shù)碼管為共陰極型。2.4器件說明本課程設(shè)計(jì)所需器件有：89C51RD芯片（與89C51芯片管腳和指令共用，只是內(nèi)部存儲(chǔ)單元有差異）1個(gè)，12MHz晶振1個(gè)，10uF電容1個(gè)，20pF電容2個(gè)，10kΩ電阻2個(gè)，排阻1個(gè)，四位一體共陰極數(shù)碼顯示管1個(gè)，按鈕1個(gè)，導(dǎo)線若干。三、系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)與仿真簡(jiǎn)易頻率計(jì)數(shù)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分為四個(gè)部分，分別是外接晶體振蕩電路、復(fù)位電路、四位一體數(shù)碼管電路、信號(hào)源電路。外接晶體振蕩電路，形成反饋電路，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，位單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)；復(fù)位電路，用于重置計(jì)數(shù)器；四位一體數(shù)碼管，用于顯示頻率計(jì)數(shù)結(jié)果；外接信號(hào)源，提供待測(cè)信號(hào)源。這四部分電路都要與51單片機(jī)相連接，以下將從各部分電路進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。3.1外接晶體振蕩電路單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種，一種是外部時(shí)鐘方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，本方案設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘電路方式。MCS-51片內(nèi)有一個(gè)高增益反相放大器，XTAL1、XTAL2引腳分別為該反相放大器的輸入端和輸出端，在芯片的外部通過這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。本次課程設(shè)計(jì)需在高速串行通信下實(shí)現(xiàn)，故選用12MHz的晶振。振蕩電路產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過十二分頻后才作為系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，即12MHz的晶振得到的內(nèi)部機(jī)器周期為1us。微調(diào)電容C1和C2電容值均選用33pF，幫助晶振起振，這樣可擁有較高的頻率穩(wěn)定性。外接晶振電路圖設(shè)計(jì)如圖3-1。圖3-SEQ圖3_-\*ARABIC1外接晶體振蕩電路3.2復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)需要用到RST引腳（引腳9）。外部電路在復(fù)位引腳RAT端產(chǎn)生大于兩個(gè)機(jī)器周期的高電平信號(hào)，就可進(jìn)行復(fù)位操作。MCS-51單片機(jī)的復(fù)位方式有很多種，這里采用上電復(fù)位+手動(dòng)復(fù)位的方式。復(fù)位電路如圖3-2所示。在單片機(jī)啟動(dòng)0.1S后，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時(shí)候10K電阻兩端的電壓接近于0V，RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在0.1S內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?.5V，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。本電路電容選為10uF,電阻選為1kΩ，實(shí)際電路時(shí)選擇阻值更大的阻值，如10k歐姆，可更有效的限制電流。圖3-SEQ圖3_-\*ARABIC2復(fù)位電路3.3數(shù)碼管電路四位一體共陰極數(shù)碼管用于顯示頻率計(jì)數(shù)結(jié)果。A,B,C,D,E,F,G引腳與普通七段數(shù)碼管的作用相同，dp為小數(shù)點(diǎn)控制，在這次課程設(shè)計(jì)中不需要用到，1234為四位位選控制端，分別控制個(gè)位、十位、百位、千位。實(shí)際情況下四位數(shù)碼是按順序輪流點(diǎn)亮的，在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，所以從表面看起來是同時(shí)點(diǎn)亮。數(shù)碼管電路如圖3-3所示。本次電路設(shè)計(jì)中，用單片機(jī)的P0口控制數(shù)碼管的片選端，P2口的低四位控制數(shù)碼管的位選端。當(dāng)P0口作一般I/O口使用時(shí)，由于輸出驅(qū)動(dòng)電路工作于漏極開路狀態(tài)，因此，仿真和焊接過程中P0口都需接上拉電阻，即排阻RP1，其作用是穩(wěn)定高電平。排阻第一位需要外接+5V電源。圖3-SEQ圖3_-\*ARABIC3數(shù)碼管電路3.4外接信號(hào)電路外接信號(hào)電路如圖3-4所示。本次課程設(shè)計(jì)中，設(shè)定定時(shí)器0工作在定時(shí)方式，定時(shí)/計(jì)數(shù)器1工作在計(jì)數(shù)方式，因此P3.5口作為外部脈沖輸入端。在實(shí)際過程中外部信號(hào)脈沖由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供。圖3-SEQ圖3_-\*ARABIC4外接信號(hào)電路3.5系統(tǒng)仿真結(jié)果1.外部輸入信號(hào)為1kHz時(shí)，仿真結(jié)果如圖3-5所示。接通電源，計(jì)數(shù)頻率顯示為0000，然后跳變?yōu)?000，隨后在1000附近跳動(dòng)。圖3-SEQ圖3_-\*ARABIC5外部信號(hào)為1kHz2.外部輸入信號(hào)為500Hz時(shí)，當(dāng)電路正常運(yùn)行時(shí)，按下復(fù)位按鈕，仿真結(jié)果如圖3-6所示。可見，此時(shí)電路正常復(fù)位。圖3-SEQ圖3_-\*ARABIC6按下復(fù)位按鈕3.6仿真結(jié)果分析在仿真中發(fā)現(xiàn)，無論外部信號(hào)頻率為多大，接通電源時(shí)，數(shù)碼管顯示均為0000，與按下復(fù)位按鈕時(shí)的現(xiàn)象一致，即當(dāng)電路接通時(shí)，就會(huì)復(fù)位；當(dāng)外部信號(hào)頻率改變時(shí)，數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)與相應(yīng)的外接信號(hào)頻率基本一致，說明本次仿真成功。分析電路在開機(jī)時(shí)候復(fù)位的原因如下：在電路圖中，電容的的大小是10uf，電阻的大小是1k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（單片機(jī)的電源是5V，所以充電到0.7倍即為3.5V），需要的時(shí)間是1K*10UF=0.01S。也就是說在電腦啟動(dòng)的0.01S內(nèi)，電容兩端的電壓時(shí)在0~3.5V增加。這個(gè)時(shí)候1K電阻兩端的電壓為從5~1.5V減少（串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓）。所以在0.01S內(nèi)，RST引腳所接收到的電壓是5V~1.5V。在5V正常工作的51單片機(jī)中小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。所以在開機(jī)0.01S內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。四、程序設(shè)計(jì)4.1程序流程圖開始開始初始化初始化T0計(jì)時(shí)，T1計(jì)數(shù)T1計(jì)數(shù)T0定時(shí)滿1T1計(jì)數(shù)T0定時(shí)滿1sT1Count++T1Count++計(jì)算脈沖個(gè)數(shù)送數(shù)碼管顯示送數(shù)碼管顯示圖4-SEQ圖4_-\*ARABIC1程序流程圖4.2程序說明1.程序預(yù)處理，申明頭文件，定義相關(guān)變量#include<reg51.h> bitint_flag;unsignedcharvolatileT0Count;unsignedcharvolatileT1Count;unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//數(shù)碼管顯示段碼值為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9unsignedcharcodetemp[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//數(shù)碼管選通1234左到右unsignedlongsum;//1s內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)unsignedcharLed[4];//LED顯示緩存2.子函數(shù)聲明（1）延時(shí)程序，在程序開始前生命延時(shí)程序，以便主函數(shù)調(diào)用voiddelay(unsignedintnum){ while(--num);}//延時(shí)程序（2）init函數(shù)聲明，該函數(shù)用于定時(shí)器、計(jì)數(shù)器置初值。TMOD寄存器是工作方式控制寄存器，用于設(shè)定兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式。各位定義如圖4-2所示。圖4-SEQ圖4_-\*ARABIC2GATE——門控制：GATE=1時(shí)，由外中斷請(qǐng)求信號(hào)和TR的組合狀態(tài)啟動(dòng)定時(shí)器；GATE=0時(shí)，由運(yùn)行控制位TR啟動(dòng)。C/T——計(jì)數(shù)或定時(shí)選擇位：C/T=1時(shí)為計(jì)數(shù)工作方式；C/T=0時(shí)為定時(shí)工作方式。M0、M1——工作方式選擇位：M0M1=00，為工作方式0，13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式；M0M1=01，為工作方式1，16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式；M0M1=10，為工作方式2，常數(shù)自動(dòng)裝入的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式；M0M1=11，為工作方式3，兩個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式（僅適用于T0，此工作方式下T1停止計(jì)數(shù)）。本程序中將其設(shè)置為0x51，轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為01010001，對(duì)照TMOD寄存器的位符號(hào)，可知，對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0，設(shè)置為由運(yùn)行控制位TR啟動(dòng)，并開啟定時(shí)工作方式，工作于工作方式2，16位定時(shí)器工作方式。而對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1，設(shè)置為由運(yùn)行控制位TR啟動(dòng)，并開啟計(jì)數(shù)工作方式，工作于方式1，16位計(jì)數(shù)器工作方式。同時(shí)給定時(shí)器0、計(jì)數(shù)器1置初值。程序如下：

voidinit(void){ TMOD=0x51;//T0定時(shí)，T1計(jì)數(shù) TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TH1=0x00; TL1=0x00;//置定時(shí)器、計(jì)數(shù)器初始值，周期為50ms}（3）disp函數(shù)，用于控制數(shù)碼管的顯示利用for循環(huán)依次將四位數(shù)碼管位選端按個(gè)位、十位、百位、千位依次接通，并在每次接通的同時(shí)，將字符數(shù)組Led[]的儲(chǔ)存內(nèi)容賦值給P2端口，同時(shí)延時(shí)1ms。程序如下：voiddisp(void){ unsignedchari; for(i=0;i<4;i++) { P2=temp[i];//片選 P0=table[Led[i]];//取數(shù)據(jù)顯示 delay(100);//延時(shí)1毫秒 }主函數(shù)Main函數(shù)是程序的入口，開啟中斷控制總控制和所需的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。利用while循環(huán)將脈沖數(shù)的千位、百位、十位、個(gè)位分離并分別儲(chǔ)存在已定義的字符數(shù)組Led[4]中，同時(shí)準(zhǔn)備開啟下一秒的計(jì)數(shù)工作。其中TCON寄存器既參與中斷控制，又參與定時(shí)控制。如圖4-2為各位定義。圖4-SEQ圖4_-\*ARABIC3TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器1計(jì)滿溢出時(shí)，由硬件使TF1置“1”，并且申請(qǐng)中斷。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清“0”，在查詢方式下用軟件清“0”。TR1：定時(shí)器1運(yùn)行控制位。由軟件清“0”關(guān)閉定時(shí)器1。當(dāng)GATE=1，且/INT1為高電平時(shí)，TR1置“1”啟動(dòng)定時(shí)器1；當(dāng)GATE=0，TR1置“1”啟動(dòng)定時(shí)器1。TF0：定時(shí)器0溢出標(biāo)志。其功能及操作情況同TF1。TR0：定時(shí)器0運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同TR1。IE1：外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志位。IT1：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。當(dāng)IT1=0，為低電平觸發(fā)方式；當(dāng)IT1=1，為下降沿觸發(fā)方式。IE0：外部中斷0請(qǐng)求標(biāo)志位。IT0：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。當(dāng)IT0=0，為低電平觸發(fā)方式；當(dāng)IT0=1，為下降沿觸發(fā)方式。程序如下：voidmain(void){ EA=1;//CPU關(guān)中斷 init();//初始化定時(shí)器 TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器0 TR1=1;//啟動(dòng)計(jì)數(shù)器1 ET0=1;//定時(shí)器0開中斷 ET1=1;//計(jì)數(shù)器1開中斷 while(1) { if(int_flag==1) { int_flag=0; sum=TL1+TH1*256+T1Count*65536;//計(jì)算1s脈沖個(gè)數(shù) 位數(shù)由低到高TL<TH<T1Count Led[3]=sum%10000/1000;//顯示千位 Led[2]=sum%1000/100;//顯示百位 Led[1]=sum%100/10;//顯示十位 Led[0]=sum%10;//顯示個(gè)位 T0Count=0x00; T1Count=0; TH1=0x00; TL1=0x00; TR1=1; } disp(); }}中斷程序（1）定時(shí)器0中斷，設(shè)置定時(shí)器T0初始值，周期為50ms，當(dāng)T0Count為20時(shí)，即20×50ms=1秒時(shí)，計(jì)數(shù)器T1停止計(jì)數(shù)，且T0清零。voidint_t0(void)interrupt1{ TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; T0Count++; if(T0Count==20) { TR1=0;//計(jì)數(shù)器1停止工作 int_flag=1; T0Count=0x00; }}（2）計(jì)數(shù)器1中斷，T1Count是TH1的進(jìn)位，在計(jì)數(shù)時(shí)T1的高低八位均在變化，每滿65536，向T1Count進(jìn)一，則由式子sum=TL1+TH1*256+T1Count*65536可計(jì)算出一秒內(nèi)脈沖個(gè)數(shù)。程序如下：voidint_T1(void)interrupt3{ T1Count++;}4.3程序設(shè)計(jì)如下：#include<reg51.h> bitint_flag;unsignedcharvolatileT0Count;unsignedcharvolatileT1Count;unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//數(shù)碼管顯示段碼值為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9unsignedcharcodetemp[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//數(shù)碼管選通1234左到右unsignedlongsum;//1s內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)unsignedcharLed[4];//LED顯示緩存voiddelay(unsignedintnum){ while(--num);}//延時(shí)程序voidinit(void){ TMOD=0x51;//T0定時(shí)，T1計(jì)數(shù) TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TH1=0x00; TL1=0x00;//置定時(shí)器、計(jì)數(shù)器初始值，周期為50ms}voiddisp(void){ unsignedchari; for(i=0;i<4;i++) { P2=temp[i];//片選 P0=table[Led[i]];//取數(shù)據(jù)顯示 delay(100);//延時(shí)1毫秒 }}voidmain(void){ EA=1;//CPU關(guān)中斷 init();//初始化定時(shí)器 TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器0 TR1=1;//啟動(dòng)計(jì)數(shù)器1 ET0=1;//定時(shí)器0開中斷 ET1=1;//計(jì)數(shù)器1開中斷 while(1) { if(int_flag==1) { int_flag=0; sum=TL1+TH1*256+T1Count*65536;//計(jì)算1s脈沖個(gè)數(shù) 位數(shù)由低到高TL<TH<T1Count Led[3]=sum%10000/1000;//顯示千位 Led[2]=sum%1000/100;//顯示百位 Led[1]=sum%100/10;//顯示十位 Led[0]=sum%10;//顯示個(gè)位 T0Count=0x00; T1Count=0; TH1=0x00; TL1=0x00; TR1=1; } disp(); }}voidint_t0(void)interrupt1{ TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; T0Count++; if(T0Count==20) { TR1=0;//計(jì)數(shù)器1停止工作 int_flag=1; T0Count=0x00; }}voidint_T1(void)interrupt3{ T1Count++;}五、系統(tǒng)調(diào)試5.1軟件測(cè)試1.外部輸入信號(hào)為100Hz時(shí)，仿真結(jié)果如圖5-1所示。接通電源，計(jì)數(shù)頻率顯示為0000，然后跳變?yōu)?00，隨后在100和99之間跳動(dòng)。圖5-SEQ圖5_-\*ARABIC1外部信號(hào)為100Hz2.外部輸入信號(hào)為500Hz時(shí)，仿真結(jié)果如圖5-2所示。接通電源，計(jì)數(shù)頻率顯示為0000，然后跳變?yōu)?00，隨后在500附近跳動(dòng)。圖5-SEQ圖5_-\*ARABIC2外部信號(hào)為500Hz3.在調(diào)試過程初期，復(fù)位電路電阻所用阻值為10kΩ，但仿真時(shí)復(fù)位電路不能正常進(jìn)行。仿真如圖5-3所示。圖5-SEQ圖5_-\*ARABIC3R1為10kΩ5.2硬件測(cè)試在軟件調(diào)試時(shí)，復(fù)位電路電阻為10KΩ時(shí)，復(fù)位電路不能正常運(yùn)行，但按照正常情況，不該出現(xiàn)此現(xiàn)象，故推斷軟件仿真有誤，在焊接硬件時(shí)電阻使用10KΩ進(jìn)行測(cè)試。1.如圖5-4所示，在外接信號(hào)頻率為1kHz時(shí)，數(shù)碼管顯示在1000左右跳動(dòng)。圖5-4顯示為1080，硬件頻率計(jì)數(shù)測(cè)試成功。圖5-SEQ圖5_-\*ARABIC42.如圖5-5所示，為按下復(fù)位按鈕后的測(cè)試圖，此時(shí)數(shù)碼管顯示為0000，即電路復(fù)位。硬件復(fù)位測(cè)試成功。圖5-SEQ圖5_-\*ARABIC5六、總結(jié)與體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)的課題是簡(jiǎn)易頻率計(jì)數(shù)器，簡(jiǎn)易頻率計(jì)數(shù)器是計(jì)算機(jī)、各種通訊設(shè)備和音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測(cè)量儀器。在這次課程設(shè)計(jì)中，我收獲頗多。在初期復(fù)習(xí)準(zhǔn)備的過程中鞏固了單片機(jī)方面的知識(shí)，另外，在后期查找相關(guān)知識(shí)時(shí)開闊了視野，學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的知識(shí)。比如，在這個(gè)過程中，我又重新復(fù)習(xí)了《C語言程序設(shè)計(jì)》中的相關(guān)編程知識(shí)，較為熟練地掌握了C語言的編寫，重新翻閱了《單片機(jī)原理及應(yīng)用》，溫故而知新，能夠更加熟練地掌握了單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)；另外，我自行學(xué)習(xí)了仿真軟件Proteus、編程軟件Keil和串口燒入器的使用方法。雖然課程設(shè)計(jì)成功完成，但是在此過程中出現(xiàn)了大大小小的問題。比如，課程設(shè)計(jì)剛開始時(shí)，由于單片機(jī)知識(shí)的遺忘和自己基礎(chǔ)知識(shí)不牢固，在分析設(shè)計(jì)電路時(shí)略顯吃力，但是經(jīng)過兩天的準(zhǔn)備后，就能夠很好的完成電路的設(shè)計(jì)。然而，在編程時(shí)，由于C語言所學(xué)的時(shí)間太久，知識(shí)遺忘比較大，在編寫程序時(shí)遇到了很大的困難。但是我們沒有放棄，最終，在湯老師的耐心幫助和我們隊(duì)友同學(xué)之間互相幫助下，經(jīng)過一番努力，最終成功編寫出了程序。除了在知識(shí)上收獲了很多之外，我在與隊(duì)友的相互交流學(xué)習(xí)時(shí)，與人交流的能力有所提升。而且，更加意識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。在此次課程設(shè)計(jì)中，我想感謝我的隊(duì)友和耐心負(fù)責(zé)的湯老師，也感謝學(xué)校給我們提供如此難得的機(jī)會(huì)鍛煉自己。在以后的學(xué)習(xí)中，我一定會(huì)更加努力。

附錄一元件清單序號(hào)器件名稱型號(hào)數(shù)量12345678單片機(jī)芯片電阻電容電容晶振按鈕排阻數(shù)碼管AT89C5110kΩ10uF20pF12MHz-A472GF5461AH1個(gè)2個(gè)1個(gè)2個(gè)1個(gè)1個(gè)1個(gè)1個(gè)附錄二程序清單程序如下：#include<reg51.h> bitint_flag;unsignedcharvolatileT0Count;unsignedcharvolatileT1Count;unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//數(shù)碼管顯示段碼值為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9unsignedcharcodetemp[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//數(shù)碼管選通1234左到右unsignedlongsum;//1s內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)unsignedcharLed[4];//LED顯示緩存voiddelay(unsignedintnum){ while(--num);}//延時(shí)程序voidinit(void){ TMOD=0x51;//T0定時(shí)，T1計(jì)數(shù) TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TH1=0x00; TL1=0x00;//置定時(shí)器、計(jì)數(shù)器初始值，周期為5