2022年单片机的数字频率计设计分析方案.docx

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1、精品学习资源目录摘要 3正文 41 概述 42 总体设计方案 52.1 软件 52.2设计思路 53 系统软件设计 53.1主板说明 53.2芯片主要性能3.3功能特性描述3.4引脚描述 64 系统软件设计 94.1初始定义 94.2 子程序设计 94.3 主要源程序 105 系统调试 13关键词 3.66 课程设计体会 15 7 参考文献 15附录 16欢迎下载精品学习资源摘要：数字频率计是现代科研生产中不行或缺的测量仪器，它以十进制数显示被测频率，基本功能是测量正弦信号，方波信号，及其它各种单位时间内变化的物理量；本系统采纳 AT89S52单片机灵能掌握，结合外围电子电路，设计的频率计性能

2、稳固；在软件设计上采纳了单片机的C语言设计，通过单片机内部定时/ 计数器同时动作，在测量频率时将测频率和测周期相结合, 提高了频率计的测量精确性；测量结果在四位七段式数码管上输出显示，结果精确到整数位；频率计的 软件设计 , 系统软件设计简洁明白 , 适用于测量频率从 19999Hz的脉冲信号，超频自动报警，安全牢靠；关键词：数字频率计； AT89S52单片机；信号； AT89S52最小系统板； LG5011BSR欢迎下载精品学习资源正文1. 概述单片机是 20 世纪中期进展起来的一种面对掌握的大规模集成电路模块， 具有功能强、体积小、牢靠性高、价格低廉等特点，在工业掌握、数据采集、智能外表、

3、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度；AT89S52是一种低功耗、高性能 CMOS位8 微掌握器，具有 8K 在线系统可编程Flash储备器；使用 Atmel 公司高密度非易失性储备器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容；片上 Flash 答应程序储备器在系统可编程，亦适于常 规编程器；在单芯片上，拥有敏捷的 8 位CPU和在系统可编程 Flash ，使得AT89S52为众多嵌入式掌握应用系统供应高敏捷、超有效的解决方案；本工程以 AT89S52为基本掌握元件，能够对 19999Hz频段内的正弦信号，方波信号，及其它各种单位时间内

4、变化的物理量进行初略测量，可应用于教案实验，同学自主试验等对频率精确度要求不高的场合，也可应用于家用情形下频率的初步猎取；在科技高度发达的今日，作为一名工科的高校生，一款简易的频率测量仪器，人手必备；2. 总体设计方案2.1 软件： 采纳 Keil uVision3做为开发工具，进行编程设计，通过progisp2.0将程序下载到开发板芯片中；2.2 设计思路： 利用 AT89S52内部的定时 / 计数器 0, 和定时/ 计数器 1 结合完成, 在初化 AT89S5时, 把定时/ 计数器 0 设置为计数方式 , 计数的信号来源于单片机的引脚 P35, 定时/ 计数器 1 设置为定时方式 . 上电

5、后按下按键 kye1P20, 去抖启动，同时开头 T1 的定时过程和 T0 的计数过程 ,T1定时 20ms,设置定时中断，当 T1 第 20 次进入中肯定时终止时 , 停止 T0 的计数过程；之后通过读取T0 的计数值 N,就可以知道在 1s 内输入信号的频率为 val ；如 T1 定时不到 1s， T0 计数到 65536 溢出，就进入计数中断，蜂鸣器报警；按下按键计频率输出频率计数溢出蜂鸣器报欢迎下载精品学习资源图一 程序掌握方框图3. 系统硬件设计3.1 主板【简要说明】3.1.1 尺寸：长 128mm宽 87mm高 18mm3.1.2支持芯片：欢迎下载精品学习资源AT89S51/S5

6、2/S53 支持 STC89C51/C52/C53加 ATMEGA8/4、8 ATMEGA16/3）23.1.3工作电压：直流 4.55.5 伏转换板可使用欢迎下载精品学习资源3.1.4 单片机标准十针下载接口； 具有电源指示；2所 以 I/O口 以 引 出 并 有 LED灯 指 示 ；3 四位数码管显示、四位按键输入、 32 位 LED发光二极管显示；4 ） 标准的 11.0592M 晶振； 具有上 电 复 位和 手 动复 位 ；6 四种供电接口 串口通信使用MAX232接口，同时可以下载 STC单片机程序；3.2 芯片主要性能 :MCS-51单片机产品兼容8K字节在线系统可编程 Flash

7、 储备器1000次擦写周期4.0V-5.5V 工作电压0Hz33Hz256*8 字节的内部数据储备器32个可编程 I/O 口线16位定时器 / 计数器UART串行通道欢迎下载精品学习资源图二 芯片管脚示意图ISP编程字节和 模式）- 免费）工作包操作3.3 功能特性描述 :AT89S52是一种低功耗、高性能 CMOS位8 微掌握器，具有 8K 在线系统可编程Flash储备器；使用 Atmel 公司高密度非易失性储备器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容；片上 Flash 答应程序储备器在系统可编程，亦适于常 规编程器；在单芯片上，拥有敏捷的 8 位CPU和在系统可编程 Flash

8、 ，使得AT89S52为众多嵌入式掌握应用系统供应高敏捷、超有效的解决方案；AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash ，256字节RAM， 32 位I/O口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位定时器 / 计数器，一个 6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振准时钟电路；另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态规律操作，支持 2种软件可挑选节电模式；闲暇模式下， CPU停止工作，答应 RAM、定时器 / 计数器、串口、中断连续工作；掉电爱护方式下，RAM内容被保 存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止；3.4 引脚描述 :VCC : 电源

9、GND: 地P0 口： P0口是一个 8位漏极开路的双向 I/O 口；作为输出口，每位能驱动 8 个TTL规律电平；对 P0端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入；当拜访外部程序和数据储备器时， P0口也被作为低 8位地址/ 数据复用；在这种模式下， P0具有内部上拉电阻；在 flash 编程时， P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节；程序校验时，需要外部上拉电阻；P1 口： P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向I/O口；P1 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 规律电平；对 P1 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高， 此时可以作为输入口使用；作为输入使用时，被外部拉低

10、的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流 IIL ）；此外， P1.0 和P1.2 分别作定时器 / 计数器 2的外部计数输入 P1.0/T2 ）和时器 / 计数器 2的触发输入 P1.1/T2EX）；在 flash 编程和校验时， P1口接收低 8位地址字节；欢迎下载精品学习资源引脚号其次功能P1.0T2定时器 / 计数器 T2 的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX定时器 / 计数器 T2 的捕获/ 重载触发信号和方向掌握）P1.2MOSI在系统编程用）P1.6MISO在系统编程用）P1.7SCK在系统编程用）表1P1口其次功能说明P2 口： P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向I

11、/O口， P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 规律电平；对 P2 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用；作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流 IIL ）；在拜访外部程序储备器或用16位地址读取外部数据存 储器例如执行 MOVX DP）TR时， P2 口送出高八位地址；在这种应用中， P2 口使用很强的内部上拉发送 1；在使用 8位地址 如MOVX R）I拜访外部数据储备器时， P2口输出 P2锁存器的内容；在 flash 编程和校验时， P2口也接收高 8位地址字节和一些掌握信号；P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向I/

12、O口， p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 规律电平；对 P3 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时 可以作为输入口使用；作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流 IIL ）；在flash 编程和校验时， P3口也接收一些掌握信号； P3 口亦作为 AT89S52特别功能 P3.1TXD serial output portP3.2INT0 external interrupt 0P3.3INT1 external interrupt 1P3.4T0 timer 0 external inputP3.5T1 timer 1 external inputP3.6W

13、R external data memory write strobeP3.7RD external data memory read strobe表2 P3 口其次功能说明RST: 复位输入；晶振工作时， RST脚连续 2 个机器周期高电平将使单片机复位；看门狗计时完成后， RST 脚输出 96 个晶振周期的高电平；特别寄存器AUXR地 址8EH上的DISRTO位可以使此功能无效； DISRTO默认状态下，复位高电平有效；在拜访外部数据储备器时， PSEN将不被激活；定时器 0 和定时器 1： 在AT89S52 中，定时器 0 和定时器 1 的操作与 AT89C51和AT89C52 一样；欢

14、迎下载精品学习资源图三 频率计系统组成图欢迎下载精品学习资源4. 系统软件设计4.1 初始定义4.2 子程序设计a.画流程图b编译数码显示延时，按键去抖延时c数码管扫描d记时 20ms 中断 再次赋初值） e计数溢出中断f.对记时，计数，中断初始化开头按 下key1T0 计数T1 计时欢迎下载精品学习资源T1 中断T0 中断显示8 / 18欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源4.3 主要源程序图四流程图欢迎下载精品学习资源#include/库文件 #define uchar unsigned char/宏定义无符号字符型#define uint unsigned int /宏定义无符号整型

15、/*初始定义 */code uchar seg7code10= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90； /显示段码 不加 code，默认在数据储备器 256b uchar wei4=0XEf,0XDf,0XBf,0X7f； /位的掌握端 四位数码管 sbit key1=P20；uint tcnt=0； /计中断int th0,t0,val=0；sbit sound=P37 ； /蜂鸣器/*延时函数 */ void delayuchar tuchar i,j；fori=0；iforj=13；j0 ；j-；void delay_2msu

16、char l,k；forl=0；l fork=0；k；欢迎下载精品学习资源/*显示函数 */void Ledint date /显示函数/*数据转换 */ uint z,x,c,v；z=date/1000；/求千位x=date%1000/100 ；/求百位c=date%100/10 ；/求十位v=date%10 ；/求个位P2=0XFF；P0=seg7codez；P2=wei0；delay80；P2=0XFF；P0=seg7codex；P2=wei1；delay80；P2=0XFF；P0=seg7codec；P2=wei2；delay80；P2=0XFF；P0=seg7codev ；P2=we

17、i3 ；delay80 ；P2=0XFF；欢迎下载精品学习资源/*定时中断服务函数 */void t1void interrupt 3 using 0 /定时中断服务函数 p23 ,p46tcnt+； /每过 50ms tcnt加一iftcnt=20 /计满 20 次/256；TL0=65535-9999%256；TH1=65535-50000/256 ； /对 TH1 TL1 赋值TL1=65535-50000%256；void t00 interrupt 1 /计数中断sound=sound；/计数溢出中断void init欢迎下载精品学习资源TMOD=0x1；5 IE=0X8A；/定时器

18、 1 工作方式 1，计数器 0 工作方式 1欢迎下载精品学习资源TR1=1 ；/开头计时TR0=1；/开头计数TH1=65535-50000/256； /对 TH1 TL1 赋值TL1=65535-50000%256； TH0=65535-9999/256；欢迎下载精品学习资源TL0=65535-9999%256 ；/*主函数 */ void main if.key1 delay_2ms；if.key1 init；while1Ledval； /*终止*/5. 系统调试5.1 程序预备 : 频率计程序，脉冲源程序5.2 检测硬件芯片：数码管，按键，蜂鸣器5.3 调试： 5.3.1下载程序到板，导

19、线连接脉冲源一P20 到频率计 P34， 显示频率在 91.92.83,99间跳变，复位；5.3.2 调入脉冲源二，频率显示稳固，复位；5.3.3 调整脉冲源二程序，超频，蜂鸣器报警；5.3.4 再次调入脉冲源一，塞选频段，显示稳固在91,92Hz；5.3.5 调试终止；5.4 测试结果：可以精确测量从 1 到 9999Hz 占空比较为稳固的信号源，超过此频率范畴，系统报警；5.5 问题: 开头时，未给定时器附初值，频率显示过大，用不同的板测试接果不同，频率过大时结果出错，蜂鸣器不报警；欢迎下载精品学习资源解决方案 : interrupt 3 using 0tcnt+；iftcnt=20 th

20、0=TH0 ；t0=TL0；val=th0*256+t0；tcnt=0；/TH0=65535-9999/256；/ 添加初始值TL0=65535-9999%256；TH1=65535-50000/256 ；/ 添加初始值TL1=65535-50000%256；2 查看晶振 : 同一批的板中晶振有 12M的, 也有 16M的，因而频率不同； interrupt 1 /计数中断sound=sound；/计数溢出中断欢迎下载精品学习资源设计体会在此次单片机工程设计的过程中，我进一步熟悉到全面专业学问以及规律摸索方式对讨论问题的重要性，以及成功最重要的一块敲门砖是不妥协，不舍弃！虽然这门课修过公选，但

21、时隔一年本就不大熟的学问更加淡漠，完成整体设计颇费周折；在这过程中书到用时方恨少，天下仍是好人多同学和老师的帮忙给了我莫大的动力；在这三周中，有时一天中翻专业书的次数比前三周理论学习时合起来翻的次数都多，对理论联系实际的重要性有了更新的领会；在设计过程中也从网络上猎取很多珍贵的资源，每种设计都有独到之处，通过请教他人加上自己的懂得，并与所学的学问紧密相结合，我信任这过程必定对我今后的学习和工作产生积极的影响；除了猎取新的学问，深感巩固旧的学问也很重要，特别是结合了这几年学的相关的专业学问，对各门课都做一个全面的温习，才不用带着书柜跑；这不仅对我现在的学习乃至今后的工作都会有很大的帮忙；本次挑选

22、设计的定时数字频率计，由于受材料和个人学问水平的限制只能满意满意一般的测量要求，且电路在测试复杂信号时存在肯定的问题，频率只能稳固在肯定范畴内，虽可以通过选取特定的频段来排除频率变化较复杂区段的干扰，但这样针对不同的信号源都要重新调整程序，过于复杂；而更精确的频率计设计，现有水平仍不能达到，所以本次就未深化涉及；期望老师给以评点和支持，我将在今后朝着这些方向学习奋斗；7. 参考文献【1】卢成功，郝立果，丁峰等 .单片机原理与应用技术实践 M. 北京：机械工业出版社， 2021.5 ；【2】谢自美 . 电子线路设计 M. 武昌：华中科技高校出版社， 2000.7 ；【3】张永瑞 . 电子测量技术

23、基础 M. 西安：西安电子科技高校出版社， 2002.【4】李春 . 数字频率计设计 D. 北京：邵阳电子厂， 2021,02: 4页到 7 页；【5】张杰，杨艳丽，马莉莉，张立倩 . 基于单片机 C语言的数字频率计设计内蒙古农业高校学报，第 28 卷，其次期， 2007 年 6 月；欢迎下载精品学习资源附录 1总体电路图附录 2 试验板元器件分布图欢迎下载精品学习资源附录 3测频程序一/* = 直流电机的 PWM速度掌握程序 = */*晶振采纳 11.0592M, 产生的 PWM的频率约为 91Hz */ #include#include#define uchar unsigned char

24、 #define uint unsigned intsbit en1=P20 ； /* Enable A */sbit s1=P22； /* Input 1 */ sbit s2=P23； /* Input 2 */uchar t=0 ； /*中断计数器 */ uchar m1=0； /*电机 1 速度值 */ uchar tmp1 ； /*电机当前速度值 */*电机掌握函数 index-电机号 1,2 ； speed- 电机速度 -100 100 */ void motoruchar index, char speedifspeed=-100 & speedifindex=1 /*电机 1

25、的处理 */m1=absspeed ； /*取速度的肯定值 */ ifspeed /*速度值为负就反转 */ s1=0；欢迎下载精品学习资源s2=1 ； else /*不为负数就正转 */ s1=1；s2=0； void delayuint j /*简易延时函数 */ forj；j0 ；j-； void mainchar i；TMOD=0x0；2/*设定 T0 的工作模式为 2 */TH0=0x9B； /*装入定时器的初值 */ TL0=0x9B；EA=1； /*开中断 */ET0=1； /*定时器 0 答应中断*/TR0=1； /*启动定时器 0 */while1 /*电机实际掌握演示*/f

26、ori=0；i /*正转加速 */motor1,i；delay5000 ；fori=100；i0 ；i- /*正转减速 */motor1,i；delay5000 ；fori=0；i /*反转加速 */motor1,-i；delay5000 ； fori=100；i0 ；i- /*反转减速 */motor1,-i；delay5000 ； void timer0 interrupt 1 /* T0中断服务程序 */ift=0 /* 1个 PWM周期完成后才会接受新数值 */tmp1=m1；ift en1=1； else en1=0 ； /*产生电机 1 的 PWM信号 */ t+；ift=100

27、t=0； /* 1个 PWM信号由 100 次中断产生 */欢迎下载精品学习资源附录 4：测频程序四#include/库文件 #define uchar unsigned char/宏定义无符号字符型#define uint unsigned int /宏定义无符号整型/*I/O定义*/ sbit LED=P10 ；/定义单片机 P1 口的第 0 位 /延时程序uchar m,n,s； form=20 ；m0；m- forn=20 ；n0；n- fors=248 ；s0；s- ；/*主函数 */ void mainwhile1/无限循环LED=0；delay；/点亮 P1.0 口灯延时LED=1；delay；/熄灭 P1.0 口灯延时/*终止*欢迎下载