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单片机频率计数器课程设计.doc
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单片机频率计数器课程设计
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课程设计报告
课程名称: 单片机课程设计
题 目: 基于单片机的频率计数器设计
学 院: 环境与化学工程 系:过程装备与测控工程
专 业:
班 级:
学 号:
学生姓名:
起讫日期:
指导教师:
摘要
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。本课程设计主要设计一个简易的频率计,来
实现信号在0-9999HZ范围内周期变化的方波频率的测定。
该文主要介绍了基于STC89C52 单片机频率计的设计方案和实现方法,该系统主要由硬
件和软件两部分组成,其中重点给出了具体硬件电路图和软件流程图以及具体工作原理。
硬件部分通过洞洞板的布线设计帮助,可以确保焊接时尽量少的飞线和出错。软件通过keil µ
vision编译及调试,其中在P1.7口编入了一个5500HZ的方波,用以仿真调试该频率计的软硬
件功能是否能够实现输出频率的功能。另外,本设计多增加了一个按键功能,通过一个按键
来控制定时计数器的开始和关闭。该频率计还带有3*3的矩阵键盘,可以作为扩展应用区,
通过编程实现。本设计中用的是LED共阴数码管,输出频率时采用的事动态显示的方法。
关键词:频率计;单片机;动态显示
0
目录
一、频率计数器的设计任务和要求................................................................................................1
1.1 频率计数器的设计任务....................................................................................................1
1.2 设计要求及发挥部分........................................................................................................1
二、方案的总体设计........................................................................................................................1
2.1 方案的设计........................................................................................................................1
2.2 方案的整体框图................................................................................................................2
2.3 方案的说明........................................................................................................................2
三、 硬件设计..................................................................................................................................2
3.1 单片机的最小系统............................................................................................................2
3.1.1 上电复位电路........................................................................................................2
3.1.2 晶振电路................................................................................................................3
3.2 LED 数码管显示电路.........................................................................................................3
3.3 整体电路............................................................................................................................4
四、 软件设计..................................................................................................................................5
4.1 程序流程图........................................................................................................................5
4.2 初始化子函数....................................................................................................................5
4.3 延时子函数........................................................................................................................5
4.4 中断子函数........................................................................................................................5
五、 系统的调试和说明..................................................................................................................6
5.1 C 程序的说明.....................................................................................................................6
5.2 C 程序编译的结果.............................................................................................................6
5.3 实物图................................................................................................................................7
六、 设计总结与心得体会..............................................................................................................8
6.1 设计总结.............................................................................................................................8
6.2 设计心得............................................................................................................................9
七、 参考文献..................................................................................................................................9
附录..................................................................................................................................................10
0
一、频率计数器的设计任务和要求
1.1 频率计数器的设计任务
本课程设计任务主要是基于单片机系统,通过软件、硬件的调试,完成一个具有计
数功能的频率计数器。
1.2 设计要求及发挥部分
1.设计要求主要有:
设计的方案合理、正确;
完成系统硬件的设计及正确焊接;
完成系统软件的设计与调试;
2.发挥部分:
本课程设计的发挥部分较小,只再增加了一个按键来控制定时器,计数器的开始。
二、方案的总体设计
2.1 方案的设计
本课程设计的基于 ATMEL 公司 STC89C52 单片机的频率计数器,是利用该 52 单片机内部
的定时计数器来完成待测信号频率的测量。
STC89C52 单片机内部具有 2 个 16 位的定定时计数器 T0 与 T1,可以通过编程来实现所
需要的功能。定时/计数器 T0 与 T1 的核心都是 16 位的加 1 计数器,TH0 与 TL0 构成 在构成
定时器/计数器 T0 加 1 计数器的高 8 位和低 8 位;TH1 与 TL1 构成在构成定/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
数器初值或定时时间。加 1 计数器用作定时器时,每个机器周期加 1,这样以机器周期为基
准可以用来测量时间间隔。定时/计数器用作计数器时,在相应的外部方波从 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测量待测信号的频率。定时/计数器的工作由
响应的运行控制位 TR 控制,当 TR 置 1 时,定时/计数器开始计数,当 TR 置零时停止计数。
在本设计方案中,我在程序中设定 T0 工作在计数状态,T1 工作在计时状态下。T0 计
数器对输入信号进行计数,由于信号的频率就是每秒钟信号的脉冲个数,于是我让 T1 工作
在定时状态下,定时时间为 1 秒。每定 1 秒钟到,就停止 T0 的计数,然后从 T0 的计数单元
中读取计数的数值,即完成了信号的频率测量。最后通过四位数码显示出频率值。
由于要尽可能的使用最少的元件,在满足设计要求的前提下,我将 P1.7 口与 P3.4 口
(即 T0)用导线连接,在设定程序时,利用 T1 定时的同时在 P1.7 口输出一个设定好的方
波,以便直观的检测频率计数器的软件、硬件是否达到设计的基本功能。
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oligaga
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