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1、oN-y 山L&JhneNLIJLA.O 山 Inl-JISN 一 ZZDZ桃loKmp00二XS nlr 总 IK =|助2016年3月25日电气信息学院课程设计任务书课题名称師菸+数器姓 名 许曲专|/由辛住自稠级学吕 2皆具刼帀m大亟谀程尙+时问 兀76 生2曰 M FUCH6 生2曰75 PI数研室章m.音m 宙楼人_、任务及要求设计任务：本课题以单片机为核心，设计和制作一个频率计数器，来完成对输入的信号进行频率 计数，计数的频率结果能够显示出来。要求能够对0 - 250KHZ的信号频率进行准确计数” 计数误差不超过1H乙设计要求：(1 )确定系统设计方案；(2) 进行系统的硬件设计；
2、(3) 完成应用程序设计；应用系统的硬件和软件的调试。二进度安排第一周：周一：集中布置课程设计任务和相关事宜,查资料确定系统总体方案。周二周三：完成硬件设计和电路连接周四周日：完成软件设计第二周：周周三：程序调试周四周五：设计报告撰写。周五进行答辩和设计结果检查。三、参考资料1、王迎旭等单片机原理及及应用.2版机械工业出版社,20122、胡汉才单片机原理及其接口技术.3版.清华大学出版社，2010.3、戴灿全.51单片机及其C语言程序设计开发实例.清华大学出版社,2010第1章设计任务及要求1.1设计任务11.2设计要求1第2章系统方案设计12.1基本设计原理12.2方案整体框图2第3章系统硬
3、件电路设计23.1复位电路3.2晶振电路33.3 LED数码管显示电路3第4章系统软件设计4.1主程序流程图4.2初始化模块4.3信号频率测量模块4.4数码管显示模块4455.54.5程序中断模块.4.6数码管扫描模块第5章系统仿真及调试5.1 C程序编译.6.7785.2 Proteus 仿真9心得体会9参考文献10附录A仿真总图1213附录B程序清单第1童设计任务及要求1.1设计任务:本课题以单片机为核心,设计和制作一个频率计数器,来完成对输入的信号进行频率 计数，计数的频率结果能够显示出来。要求能够对0 - 250KHZ的信号频率进行准确计数, 计数误差不超过1H乙1.2设计要求：(1)
4、 确定系统设计方案；(2) 进行系统的硬件设计；(3) 完成应用程序设计；应用系统的硬件和软件的调试。第2童系统方案设计2.1基本设计原理基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期 的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。所谓频率，就是周期性信号在单位时间(Is )内变化的次数。若在一定时间间隔 T内测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为f二N/T。其中脉冲形成电 路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测频率fxo时间基准信号发生器 提供标准的时间脉冲信号，若其周期为Is ,则门控电路的输出信号持续时间亦准确地等 过闸门送到计
5、数译码显示电路。秒信号结束时闸门关闭，计数器停止计数。由于计数器计 得的脉冲数N是在1秒时间内的累计数，所以被测频率fx二NHz。AT89S51单片机内部 具有2个16位的定时/计数器TO与T其工作方法可以通过编程来实现所需的定时 /计数与产生计数溢出中断要求的功能。定时/计数器TO与T1的核心都是16位的加 1计数器，TH0与TLO构成在构成定时/计数器TO加1计数器的高8位和低8 位；TH1与TL1构成在构成定时/计数器T1加1计数器的高8位和低8位。加1 计数器的初值可以通过程序设定，这样就可以获得不同的计数值或定时时间。当加1计 数器用作定时器时，每个机器周期加1 （使用12MHz时钟
6、时，每lus力 1）,这样 以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。当加1计数器用作计数器时,在相应的外部 引脚发生从1到0的跳变时计数器加1,这样在计数闸门的控制下可以用来测量待测 信号的频率。外部输入每个机器周期被采样一次，这样检测一次从1到0的跳变至少 需要2个机器周期（24个振荡周期），所以最大计数速率为时钟频率的1/24。AT89S51 单片机的时钟频率可以在OHz33MHz范围内自动调节,当使用12MHz时钟时z最 大计数速率为500KHzo定时/计数器的工作由相应的运行控制位TR控制，当TR置1 时，定时/计数器开始计数；当TR置0时，停止计数。在本设计方案中，我通过程序 设定TO
7、工作在计数状态下，T1工作在计时状态下。TO计数器对输入的信号经行计数, 其最大计数值为fOSC/24,当fOSC=12MHz时，TO的最大计数频率为250kHz。2.2方案整体框图图1系统总框图第3童 系统硬件电路设计3.1复位电路复位是单片机的初始化操作。单片机系统在上电启动运行时”都需要先复位。其作用是使CPU和 系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。而复位是一个很重要的操作方 式，但单片机本身是不能自动经行复位的，必须配合相应的外部复位电路才能实现。本设计的复位电 路采用上电复位加按键手动复位,其电路如下图所示:图2上电复位电路3.2晶振电路单片机工作是在统一的
8、时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的，这个脉冲是单片机控制器中的时序电路发 岀的。单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。为了保证各部件的同步工作, 单内部电路应在唯一的时钟信号下严格按时序进行工作。其电路原理图如下：图3晶振电路3.3 LED数码管显示电路显示器是微机重要的输岀设备。显示器有显示监控结果、提供用户操作界面等功能。在本次设计 中采用了 LED显示器,即数码营。数码管的每一个数码段是一只发光二极管。当发光二极管导通时, 相应的一个点或者一个笔画发光,控制发光二极管发光组合,可以显示出所需字符。我采用了共阴极 结构。在定义其显示字形的码段时，通过I/O 口送出七段码O其
9、段码表如下：表1共阴数码管段选码显ZF子形0123456789共阴段选码3FH06H5BH4FH66H6D7D07 H7FH6FHHH数码管的电路图如下:po.awDO PO 1MD1 P0.2AO2P0.JWD3 PO 4MD4 PO SWD5PO 6MD0P0.7JWD7P2 awflP2 1M9吆2依M图4数码管接线电路本设计采用了数码管的动态显示方式,即轮流点亮各数码管，对数码管进行扫描。在任何时刻只給一个数码管通电，通电一定时间后再给下_个数码管通电。只要刷新频率足够高,图5程序流程图4.2初始化模块void main (void)unsigned char i;TMOD=Oxl5;
10、 定义定时器0为计数方式，定时器1为计时方式，均工作在方式1TH0=0; 走时器0初值高8位为0TLO二0; 定时器0初值低8为0TH1 二(65536-5000)/256; 定时器 1 初值高 8 位TLl=(65536-5000)%256; 定时器初值低 8 位TR1=1;启动疋时器1TRO=1;启动疋时器0ETO=1;开定时器0中断ET1 = 1;开定时器1中断EA=1;开总中断4.3信号频率测量模块while(l)if(flag二二：L) /如果定时时间到了 Isflag=O; 标志位清零x 二 T0count*65536+TH0*256+TL0; 获得整形的频率值4.4数码管显示模块
11、for(i=0;i&i + +)tempi二0; /赞存缓冲区清零i=0;while(x/10) 将频率值的每一位分离出来，存进temp数组 tempi=x%10;x=x/10;i + +;tempi=x;for(i=0;ieFfgdispcounf+;廉 ffiif(dispcounfHH8)、8 ffi*dispcountuojsw洲藩&烽同现5.1 c isIIIu;Targa.- sgurce Group 1 srARTlw51 中xmcounk011 )I卄izlREe Aegslmdhar code digEixuJLfff-hfdT.xfp-oxflT,誥 f、s*df-oftf
12、、)K7f)； dhar code dica竺一Jlo&fAXadx&tK 小 frffa-f. s, s,員 s f&S； Mg-1 tp-spb.H8Tfe.-.Au77fkiuoll0 insigred dha 二 elps W 專徹 insigred dharP-SPCOEJ 二nAHilE:池 unsigned8-af53吕5!牛熾卅泮 insigred dha 二 llecolm:-.60弋即 HF 坯劭 bib flat 二 Tmsigncd long艺 、渝谆黠翥餓濫 二 昌逆sn-3 void xaizi 一void)亠32122三insigned ChariMW囂；為盗話林君严曾雷籟I旻；沫蟲昌S核o 曇；二盥鹭票旨 活(65莘豊56二屈認帖常匠 弓(65莘豊壬56二滝？|黑后TR3 、五需需一专弓丄 f、ffl-y.1-teAguildszgs. larger 1 assecblJig 5TAR7UFA51: cccpilingTBltrslrxh : linkisFrcnalr sizeS-&A31asdAccde=d6 creRlrg bei file Mb -Twn.oo.Ba- T
