基于单片机的频率计数器课程设计.doc

目 录 第1章 频率计数器设计……………………………………………… 1.1设计内容、要求及目的………………………………………… 1.2 基本原理与总体方框图……………………………………… 硬件系统设计…………………………………………… 2.1各部分方案及说明……………………………………………… 2.1.1 单片机部分………………………………………………… 2.1.2 状态译码器………………………………………………… 2.1.3数据显示电路……………………………………………………… 第3章 软件系统设计…………………………………………… 3.1 应用系统的程序设计……………………………………………… 3.1.1 1s定时……………………………………………………………… 3.1.2 T1计数程序……………………………………………………… 3.1.3 进制转换……………………………………………………… 3.1.4 数码显示……………………………………………………… 3.2 程序调试……………………………………………………………… 第4章 设计总结体会…………………………………………… 参考文献……………………………………………………………… 附录……………………………………………………………………………… 第1章 频率计数器设计 1.1 设计的内容、要求及目的 设计内容： 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，计数的频率结果通过6位动态数码管显示出来。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±1HZ。 设计要求： 1. 设计方案要合理、正确； 2. 系统硬件设计； 3. 完成必要元器件选择； 4. 系统软件设计及调试； 5. 写出设计报告 实验目的 本应用系统实验的目的是通过在"单片机原理及应用"课堂上学习的知识，以及查阅资 料，培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当 中。在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，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。全能提高个人系统开发的综合能力 ，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。 1.2 基本原理与总体方框图 基本原理 频率计数器的主要功能是测量周期信号的频率。频率是单位时间（ 1S ）内信号发生周期变化的次数。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，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，最大计数值为fOSC/24，由于fOSC＝12MHz，因此： T1的最大计数频率为0.5mHz。对于频率的概念就是在一秒只数脉冲的个数，即为频率值 。所以T0工作在定时状态下，每定时1秒中到，就停止T1的计数，而从T1的计数单元中读 取计数的数值，然后进行数据处理。送到数码管显示出来。 总体方框图 课题设计的是一种以单片机为主控制的频率计。数字频率计主要由以下几部分组成：定 时计数、采集数据、进制转换和数码显示。 本课题主要是以单片机AT89C51 为核心, 通过计数电路, 以及软件程序的编写, 实现脉冲频率的显示。频率计系统总体框图如下： 图1 频率计系统总体框图 第2章 硬件系统设计 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，74LS138译码 器和数码管。另外还是用到排线若干，下载线及电源线。 2.1 各部分方案选定、功能 2.1.1 单片机部分 本次设计采用了AT89C51 单片机, AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理 器。如图2所示： 图2 AT89C52引脚图 AT89C51拥有五个中断源，当有外部脉冲到来时可实现中断的响应，另外AT89C51拥有定 时/ 计数器（T0、T1），可实现定时与计数的功能。单片机AT89C51的P0、P2的4个8位并行I /O口可进行外部存储设备扩展。 2.1.2 状态译码器（74LS138） 图3 74LS138译码器 74LS138译码器输出的状态控制数码管的亮与灭，它有6个状态，连接到数码管的位选， 达到点亮数码管点亮的要求。 2.1.3 数据显示电路 图4 显示电路图 数据显示电路由限流电路和7段数码管组成,采用器件LED