頻率計(jì)數(shù)器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　信息與電氣工程學(xué)院</b></p><p><b>　　《課程設(shè)計(jì)報(bào)告》</b></p><p>　　題 目： 頻率計(jì)數(shù)器 </p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p>　　班 級(jí)：

2、 二 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　任務(wù)書</b>

3、</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、通過單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，熟練掌握匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言的編程方法，將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去，提高我們的動(dòng)腦和動(dòng)手的能力。</p><p>　　2、通過頻率計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)系統(tǒng)掌握51單片機(jī)的應(yīng)用。掌握8279芯片的原理及軟件編程及硬件設(shè)計(jì)的方法，掌握根據(jù)課題的要求，提出選擇設(shè)計(jì)方案，查找

4、所需元器，設(shè)計(jì)并搭建硬件電路，編程寫入EPROM并進(jìn)行調(diào)試等。</p><p>　　3、訓(xùn)練整體分析的能力，以及故障排除的能力；</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　利用AT89S51單片機(jī)的T0、T1的定時(shí)計(jì)數(shù)器功能，來完成對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)的頻率結(jié)果采用8279通過4位動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示出來。要求能

5、夠?qū)?－250KHZ的信號(hào)頻率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)誤差不超過±1HZ。</p><p>　　三、整體設(shè)計(jì)思路框圖及原理圖</p><p>　　頻率計(jì)數(shù)器的系統(tǒng)工作原理：首先，頻率信號(hào)由頻率產(chǎn)生電路，單片機(jī)中控制信</p><p>　　號(hào)線發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)定時(shí)計(jì)數(shù)器1進(jìn)行定時(shí)，定時(shí)計(jì)數(shù)器0進(jìn)行計(jì)數(shù)，其采樣得到的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)在相應(yīng)的碼制轉(zhuǎn)換模塊中轉(zhuǎn)換為顯示代碼

6、。最后發(fā)出顯示控制與驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部的數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。</p><p>　　系統(tǒng)通過軟件設(shè)置單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器T1產(chǎn)生中斷信號(hào)。系統(tǒng)調(diào)出轉(zhuǎn)換顯示程序，將轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并輸出到LCD顯示電路，將相應(yīng)頻率顯示出來</p><p>　　P2口接數(shù)碼管位選，P0接數(shù)碼管段選，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示，如圖4.1所示。</p><p>　　P0口功能 ：

7、P0口具有兩種功能：第一，P0口可以作為通用I/O接口使用，P0.7—P0.0用于傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)時(shí)可以得到鎖存，不需外接專用鎖存器，輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖。第二，P0.7—P0.0在CPU訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)用于傳送片外存儲(chǔ)器de低8位地址，然后傳送CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫。</p><p>　　P1口 功能  ：P1口的功能和P0口de第一功能相同，僅用于傳遞I/O輸入/輸出數(shù)據(jù)。 &

8、lt;/p><p>　　P2口的功能 ：P2口的第一功能和上述兩組引腳的第一功能相同，即它可以作為通用I/O使用。它的第二功能和P0口引腳的第二功能相配合，作為地址總線用于輸出片外存儲(chǔ)器的高8位地址。 </p><p>　　P3口功能 ：P3口有兩個(gè)功能：第一功能與其余三個(gè)端口的第一功能相同；第二功能作控制用，每個(gè)引腳都不同。</p><p>　　表4.1 P3口第二功

9、能</p><p>　　時(shí)鐘電路和復(fù)位電路</p><p><b>　　1.時(shí)鐘電路</b></p><p>　　單片機(jī)的時(shí)鐘一般需要多相時(shí)鐘，所以時(shí)鐘電路由振蕩器和分頻器組成。</p><p>　　MCS-51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的可控高增益反向放大器。兩個(gè)引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端

10、。在片外跨接一晶振和兩個(gè)匹配電容C1、C2如圖4.2所示，就構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。振蕩頻率根據(jù)實(shí)際要求的工作速度，從幾百千赫至24MHz可適當(dāng)選取某一頻率。匹配電容C1、C2要根據(jù)石英晶體振蕩器的要求選取。</p><p>　　當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí),C1C2一般選30pF左右。圖4.2中PD是電源控制寄存器PCON.1的掉電方式位，正常工作方式PD=0。當(dāng)PD=1時(shí)單片機(jī)進(jìn)入掉電工作方式，是一種節(jié)能工作方式。上

11、述電路是靠MCS-51單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生振蕩的。也可以由外部振蕩器或時(shí)鐘直接驅(qū)動(dòng)MCS-51。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部電路產(chǎn)生振蕩。 </p><p><b>　　2.復(fù)位電路</b></p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其功能主要是將程序計(jì)數(shù)器(PC)初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序，并將特殊功能寄存器賦一些特定值。復(fù)位是使單片機(jī)退出低功耗工

12、作方式而進(jìn)入正常狀態(tài)一種操作。復(fù)位是上電的第一個(gè)操作，然后程序從0000H開始執(zhí)行。在運(yùn)行中，外界干擾等因素可能會(huì)使單片機(jī)的程序陷入死循環(huán)狀態(tài)或“跑飛”。要使其進(jìn)入正常狀態(tài)，唯一辦法是將單片機(jī)復(fù)位，以重新啟動(dòng)。</p><p>　　復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器(PC)及各特殊功能寄存器(SFR)的值如表4.2所示。</p><p>　　表4.2 程序計(jì)數(shù)器及各特殊功能寄存器的復(fù)位值</p&g

13、t;<p>　　RST引腳是復(fù)位端，高電平有效。在該引腳輸入至少連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，單片機(jī)復(fù)位。RST引腳內(nèi)部有一個(gè)斯密特ST觸發(fā)器以對(duì)輸入信號(hào)整形，保證內(nèi)部復(fù)位電路的可靠，所以外部輸入信號(hào)不一定要求是數(shù)字波形。使用時(shí)，一般在此引腳與VSS引腳之間接一個(gè)8.2kΩ的下拉電阻，與VCC引腳之間接一個(gè)約10μF的電解電容，即可保證上電自動(dòng)復(fù)位。</p><p>　　圖4.3自動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位電路圖

14、</p><p>　　上電或手動(dòng)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或手動(dòng)復(fù)位的操作。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)復(fù)位電路。</p><p>　　四、程序流程圖與源程序</p>&l

15、t;p>　　對(duì)于該頻率計(jì)數(shù)器將采集的數(shù)值除以51即可，頻率計(jì)數(shù)器的軟件流程圖如圖5.1所示。</p><p>　　頻率計(jì)數(shù)器軟件流程圖</p><p><b>　　C語(yǔ)言源程序：</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#include<absacc.h

16、></p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　#define D8279 XBYTE[0xFF80]//8279 數(shù)據(jù)口地址</p><p>　　#define C8279 XBYTE[0xFF82]//8279 狀態(tài)/命令口地址</p><p>　　#define uc

17、har unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　uint BD; //頻率</p><p>　　uchar tt=0; </p><p>　　uchar idata diss[4]={0,0,0,0};//顯示緩沖區(qū)</p>&l

18、t;p>　　uchar code ledseg[] = { 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,</p><p>　　0x7f,0x6f};//LED顯示常數(shù)表</p><p>　　voiddisled(d) //顯示位置子程序 </p><p>　　ucharidata*d;</p>&

19、lt;p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchari;</b></p><p>　　C8279=0x90;</p><p>　　for(i=0;i<4;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>

20、　　C8279=i+0x80;</p><p>　　D8279=ledseg[*d];</p><p><b>　　d++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init8

21、279() //初始化8279</p><p><b>　　{</b></p><p>　　C8279=0; //置8279工作方式</p><p>　　C8279=0x2f;//置鍵盤掃描速率</p><p>　　C8279=0xc1; //清除 LED 顯示</p>&

22、lt;p><b>　　}</b></p><p>　　voiddisplay()//顯示子程序</p><p><b>　　{</b></p><p>　　diss[0]=BD%10;</p><p>　　diss[1]=(BD%100)/10;</p><p>

23、　　diss[2]=(BD%1000)/100;</p><p>　　diss[3]=BD/1000;</p><p>　　disled(diss);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void first(void)//初始化子程序</p><p><b>

24、　　{</b></p><p>　　init8279();//初始化8279</p><p>　　TMOD=0x15;</p><p>　　TH1=0x4C; //定時(shí)0.05秒</p><p><b>　　TL1=0x00;</b></p><p><b>　

25、　TH0=0x00;</b></p><p><b>　　TL0=0x00;</b></p><p>　　EA=1; //開定時(shí)器1中斷</p><p><b>　　ET1=1;</b></p><p>　　TR0=1; //開始計(jì)數(shù)</p><p>

26、　　TR1=1; //開始定時(shí)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　main() //主程序</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uchar flag; //啟動(dòng)標(biāo)志</p><p><b>　　P1=

27、0xff;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　flag=P1;</b></p><p>　　if(flag==0xfe) //檢測(cè)啟動(dòng)標(biāo)志</p><

28、;p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　first(); //初始化</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　display();</p><p&

29、gt;<b>　　}</b></p><p>　　void t1(void) interrupt 3 // 定時(shí)器1中斷子程序</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TR1=0;</b></p><p><b>　　tt++;<

30、/b></p><p>　　TH1=0x4C;//重裝初值</p><p>　　TL1=0x00; </p><p>　　TR1=1; </p><p>　　if(tt==20) //定時(shí)1秒</p><p><b>　　{</b></p><p>　　t

31、t=0;TR0=0;</p><p>　　BD=256*TH0+TL0;</p><p><b>　　TH0=0;</b></p><p><b>　　TL0=0;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b&g

32、t;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　五、原理圖 </b></p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b></p><p>　　創(chuàng)新，是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開動(dòng)自己的大腦，從為人類造福的

33、意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。通過基于8051單片機(jī)頻率計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。設(shè)計(jì)過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L(zhǎng)的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對(duì)我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了。</p>

34、<p>　　在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)課程過程中遇到問題是很正常德，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多困難，都及時(shí)向老師、同學(xué)請(qǐng)教并得到解決。因此要感謝指導(dǎo)老師在我們遇到

35、困難時(shí)，給予我們的建議與鼓勵(lì)。 </p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　趙全利、肖興達(dá).《單片機(jī)原理及應(yīng)用教程》（第二版）.機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　蔡美琴等.《MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用》.高等教育出版社.</p><p>　　吳國(guó)經(jīng).《單片機(jī)應(yīng)用技