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1、湖南科技大学潇湘学院信息与电气工程系 课 程： 单片机课程设计 题 目： 数字频率计数器 专 业： 通信工程 班 级： 二班 姓 名： 黄双锋 学 号： 1354040215 授课老师： 宋芳 2016.6.19任务书题 目数字频率计数器 时 间安排2016.6.6-2016.6.19 目 的：通过单片机原理与应用这门课的课程设计，学生应能对STC15系列单片机有一个全面的认识，掌握以STC15系列单片机为核心的电子电路的设计方法和应用技术。 要 求：利用STC15F2K60S2单片机的T0、T1的定时计数器功能，来完成对输入的信号进行频率计数，计数的频率结果通过8位动态数码管显示出来。要求能
2、够对0-250KHZ的信号频率进行准确计数，计数误差不超过1HZ。总体方案实现：如果我们能在给定的1S时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。测量过程中定时/计数器T0和T1的工作方式设置，T1是工作在计数状态下，对输入的频率信号进行计数，指导教师评语： 评分等级：【 】指导教师签名： 摘要设计以8031单片机为核心，利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。本设计的目的是通过在对单片机原理及应用的学习，以及查阅资料，培养自学与动手能力，把学到的知识应用到日常生活当中。在设计
3、的过程中，不断的补充不知道的内容、巩固所学，和队友的分工合作、相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。 关键词：单片机；数字频率计；设计；目 录一、 数字频率计概述.1（1) 设计原理.1（2) 程序设计问题.1二、8031介绍.2（1） 芯片介绍.2（2） 引脚介绍 .3三、芯片设计原理图.4（1） 系统硬件的构成.5（2）系统工作原理图.5（3）程序流程图.6（4）C语言程序.6四、结束语 .9五、参考文献.10 一、数字频率计概述数字频率计是采用数字电路制成的实现对周期性变化信
4、号的频率的测量。数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字，显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号，方波信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精度高，显示直观，所以经常要用到数字频率计。频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则没测一次频率的间隔就越长。闸门时
5、间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。本文。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率，转速，声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。 电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。集成电路的类型很多，从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2大类。数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统，以及其它电子设备中。一般说来
6、，数字系统中运行的电信号，其大小往往并不改变，但在实践分布上却有着严格的要求，这是数字电路的一个特点。数字集成电路作为电子技术最重要的基础产品之一，已广泛地深入到各个应用领域。1.2基本设计原理运用单片机TO,T1计数功能来完成对输入信号的计数。其T1为计数器，T0为计时器。 为T1装入初值19466，定时50ms，重复50次即为1s，与此同时将同时计数的T0里的值取出，即为该频率信号1s的频率示数。1.3程序设计问题：（1）计数器溢出造成数据错误解决方法：通过设置溢出中断T0count变量来记下溢出的次数再结合总数就不会有误差。(2 定时器初值的设置解决方法：本实验才用11.0592M晶振驱
7、动，理论初值设为19456，仍然会有一些误差，经过反复调校，确认初值设为19466最佳。二、8031介绍引脚介绍：（一）电源引脚Vss和VccVss接地Vcc正常操作时为+5伏电源（二）外接晶振引脚XTAL1和XTAL2XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。（三）控制或与其它电源复用引脚RST/VPD，ALE/，和/VppRST/VPD当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位在Vcc掉电期间，此
8、引脚可接上备用电源，由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。ALE/正常操作时为ALE功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，ALE引脚以不变的频率（振荡器频率的）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲，ALE端可以驱动（吸收或输出电流）八个LSTTL电路。对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚接收编程脉冲（功能）（四）I/O口P0.0P0.7:通道0，它是8位漏极开路的双向I/O通道，当扩展外部存贮器时，这也是低八位地址和数据总线，在编程校验期间，它输入和输出字
9、节代码，通道0吸收/发出二个TTL负载。P1.0P1.7:通道1是8位拟双向I/O通道，在编程和校验时，它发出低8位地址。通道1吸收/发出一个TTL负载。P2.0P2.7:通道2是8位拟双向I/O通道，当访问外部存贮器时，用作高8位地址总线。通道2能吸收/发出一个TTL负载。P3.0P3.7:通道3准双向I/O通道。三、芯片系统设计8031内部有一个用于构成振荡器的可控高增益反向放大器。两个引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。在片外跨接一晶振和两个匹配电容C1、C2如图所示，就构成一个自激振荡器。振荡频率根据实际要求的工作速度，从几百千赫至24MHz可适当选取某一频率。匹
10、配电容C1、C2要根据石英晶体振荡器的当晶振频率为12MHz时,C1C2一般选30pF左右。单片机8031没有程序存储器，不能由内部电路产生振荡的。所有通过连接EA口来通过外部振荡。 要求选取。 RST引脚是复位端，高电平有效。该引脚输入至少连续两个机器周期以上的高电平，单片机复位。RST引脚内部有一个ST触发器以对输入信号整形，保证内部复位电路的可靠，所以外部输入信号不一定要求是数字波形。使用时，一般在此引脚与VSS引脚之间接一个8.2k的下拉电阻，与VCC引脚之间接一个约10F的电解电容，即可保证上电自动复位。3.1 系统硬件的构成3.2、系统工作原理图3.3系统的流程图：3.4 C语言源
11、程序#include unsigned char code dispbit=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;unsigned char code dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40;unsigned char dispbuf8=0,0,0,0,0,0,10,10;unsigned char temp8;unsigned char dispcount;unsigned char T0count;unsigned char timecount;bit flag;unsigned long x;void main(void) unsigned char i; TMOD=0x15; TH0=0; TL0=0; TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%6; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; while(1) if(flag=1) flag=0; x=T0count*65536+TH0*256+TL0; for(i=0;i8;i+) tempi=0; i=0; while(x/10) tempi=x; x=x/10; i+; tempi=x; for(i=
