基于单片机的频率计设计.doc

目 录

1 前言......................................................................................................................................................................1

2 频率计原理..........................................................................................................................................................1

3 设计思想..............................................................................................................................................................1

4 51 单片机系统的硬件连接及调试.....................................................................................................................2

5 单元程序的设计..................................................................................................................................................3

5.1 1s 定时.......................................................................................................................................................3

5.2 T1 计数程序..............................................................................................................................................4

参考文献...............................................................................................................................................................16

`武汉理工大学《电子系统设计与调试》课程设计说明书

1 前言

单片机是 20 世纪中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、

体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、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。

51 系列单片机是国内目前应用最广泛的一种 8 位单片机之一，随着嵌入式系统、片

上系统等概念的提出和普遍接受及应用。51 系列及其衍生单片机还会在继后很长一段时

间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高速发展

的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用是非常重要的。

本次课程设计的内容是使用 89C51RC 单片机最小系统设计频率计系统，系统以单片

要外部计数器，直接利用所给的单片机最小系统就可以实现。这种方法的缺陷是受限于

单片机计数的晶振频率，输入的时钟频率通常是单片机晶振频率的几分之一甚至是几十

分之一，在本次设计使用的 98C51 单片机，由于检测一个由“1”到“0”的跳变需要两个机器

周期，前一个机器周期测出“1”，后一个周期测出“0”。故输入时钟信号的最高频率不得超

过单片机晶振频率的二十四分之一。第二种方法的好处是输入的时钟信号频率可以不受

单片机晶振频率的限制，可以对相对较高频率进行测量，但缺点是成本比第一种方法高，

设计出来的系统结构和程序也比较复杂。由于成本有限，本次设计中采用第一种方法，

因此输入的时钟信号最高频率不得高于 11.0592MHz/24=460.8KHz。对外部脉冲的占空比

无特殊要求。

根据频率检测的原理，很容易想到利用 51 单片机的 T0、T1 两个定时/计数器，一个用来

换和数码显示，当然，程序还应该包括很多细节问题，例如为了数码显示通过 通信

的方式把需要显示的数据传送给数码管管理芯片 ZLG7290；为了数码管能清晰的显示数

据，需要先对管理芯片对应的显示区域清零；通常十进制数字高位的零时不用显示的，

所以还应该对数码显示高位的零屏蔽掉。

`武汉理工大学《电子系统设计与调试》课程设计说明书

图 3.1 频率计系统总体框图

4 51 单片机系统的硬件连接及调试

本次课程设计使用的单片机系统是根据老师提供的系统原件，自己焊接而成。焊接

完成以后，首先烧写控制 LED 发光二极管闪烁的程序后，发现发光二极管是根据自己的

设计而闪烁，烧写程序控制发光数码管显示时，数码管同样是根据自己的设计而显示的

字符，说明本次 51 单片机的硬件焊接取得成功。

此 次 设 计 要 求 制 作 一 频 率 计 系 统 ， 需 要 使 用 的 硬 件 主 要 包 括 51 单 片 机 芯 片 ，

单片机硬件链接如图 4.1 所示，ZLG7290 芯片连接图如图 4.2 所示，数码管连接图如图 4.3

所示。

图 4.1 51

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5.1 1s 定时

本 次 设 计 选 用 定 时 器 T0 完 成 定 时 功 能 ， 选 用 方 式 1 时 最 多 也 只 能 定 时

法解决：

采用 T0 定时 10 ，连续循环定时 100 次即可完成 1 定时，用一个计数单元 20H