第一篇：基于51單片機的數(shù)字頻率計的設(shè)計概要
武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書 前言
頻率測量是電子學(xué)測量中最為基本的測量之一。由于頻率信號抗干擾性強，易于傳輸，因此可以獲得較高的測量精度。隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，頻率測量成為一項越來越普遍的工作，測頻原理和測頻方法的研究正受到越來越多的關(guān)注。
1.1頻率計概述
數(shù)字頻率計是計算機、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測量儀器。它是一種用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。它的基本功能是測量正弦信號、方波信號及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量。在進行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計、安裝、調(diào)試過程中，由于其使用十進制數(shù)顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，經(jīng)常要用到頻率計。傳統(tǒng)的頻率計采用測頻法測量頻率，通常由組合電路和時序電路等大量的硬件電路組成，產(chǎn)品不但體積大，運行速度慢而且測量低頻信號不準確。本次采用單片機技術(shù)設(shè)計一種數(shù)字顯示的頻率計，測量準確度高，響應(yīng)速度快，體積小等優(yōu)點。
1.2頻率計發(fā)展與應(yīng)用
在我國，單片機已不是一個陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計算機技術(shù)的里程碑事件。單片機作為最為典型的嵌入式系統(tǒng)，它的成功應(yīng)用推動了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。單片機已成為電子系統(tǒng)的中最普遍的應(yīng)用。單片機作為微型計算機的一個重要分支，其應(yīng)用范圍很廣，發(fā)展也很快，它已成為在現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、通信、自動控制與計量測試、數(shù)據(jù)采集與信號處理等技術(shù)中日益普及的一項新興技術(shù)，應(yīng)用范圍十分廣泛。其中以AT89S52為內(nèi)核的單片機系列目前在世界上生產(chǎn)量最大，派生產(chǎn)品最多，基本可以滿足大多數(shù)用戶的需要。
武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書 系統(tǒng)總體設(shè)計
2.1測頻的原理
測頻的原理歸結(jié)成一句話，就是“在單位時間內(nèi)對被測信號進行計數(shù)”。被測信號，通過輸入通道的放大器放大后，進入整形器加以整形變?yōu)榫匦尾ǎ⑺腿胫鏖T的輸入端。由晶體振蕩器產(chǎn)生的基頻，按十進制分頻得出的分頻脈沖，經(jīng)過基選通門去觸發(fā)主控電路，再通過主控電路以適當(dāng)?shù)木幋a邏輯便得到相應(yīng)的控制指令，用以控制主門電路選通被測信號所產(chǎn)生的矩形波，至十進制計數(shù)電路進行直接計數(shù)和顯示。若在一定的時間間隔T內(nèi)累計周期性的重復(fù)變化次數(shù)N，則頻率的表達式為式：
Nfx=
TN頻率計數(shù)器嚴格地按照f=公式進行測頻。由于數(shù)字測量的離散性，被測頻率在計數(shù)
T器中所記進的脈沖數(shù)可有正一個或負一個脈沖的?1量化誤差，在不計其他誤差影響的情況下，測量精度將為：
?(fA)?1N
應(yīng)當(dāng)指出，測量頻率時所產(chǎn)生的誤差是由N和T倆個參數(shù)所決定的，一方面是單位時間內(nèi)計數(shù)脈沖個數(shù)越多時，精度越高，另一方面T越穩(wěn)定時，精度越高。為了增加單位時間內(nèi)計數(shù)脈沖的個數(shù)，一方面可在輸入端將被測信號倍頻，另一方面可增加T來滿足，為了增加T的穩(wěn)定度，只需提高晶體振蕩器的穩(wěn)定度和分頻電路的可靠性就能達到。
上述表明，在頻率測量時，被測信號頻率越高，測量精度越高。
2.2總體思路
頻率計是我們經(jīng)常會用到的實驗儀器之一，頻率的測量實際上就是在單位時間內(nèi)對信號進行計數(shù),計數(shù)值就是信號頻率。本文介紹了一種基于單片機AT89S52 制作的頻率計的設(shè)計方法,所制作的頻率計測量比較高的頻率采用外部十分頻，測量較低頻率值時采用單片機直接計數(shù)，不進行外部分頻。該頻率計實現(xiàn)10HZ~2MHZ的頻率測量,而且可以實現(xiàn)量程自動切換功能，四位共陽極動態(tài)顯示測量結(jié)果，可以測量正弦波、三角波及方波等各種波形的頻率值。
2.3具體模塊
根據(jù)上述系統(tǒng)分析，頻率計系統(tǒng)設(shè)計共包括五大模塊：單片機控制模塊、電源模塊、放大整形模塊、分頻模塊及顯示模塊。各模塊作用如下：
1、單片機控制模塊：以AT89C51單片機為控制核心，來完成它待測信號的計數(shù)，譯
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碼，和顯示以及對分頻比的控制。利用其內(nèi)部的定時／計數(shù)器完成待測信號周期／頻率的測量。
2、電源模塊：為整個系統(tǒng)提供合適又穩(wěn)定的電源，主要為單片機、信號調(diào)理電路以及分頻電路提供電源，電壓要求穩(wěn)定、噪聲小及性價高的電源。
3、放大整形模塊：放大電路是對待測信號的放大，降低對待測信號幅度的要求。整形電路是對一些不是方波的待測信號轉(zhuǎn)化成方波信號，便于測量。
4、分頻模塊：考慮單片機外部計數(shù)，使用12 MHz時鐘時，最大計數(shù)速率為500 kHz，因此需要外部分頻。分頻電路用于擴展單片機頻率測量范圍，并實現(xiàn)單片機頻率測量使用統(tǒng)一信號，可使單片機測頻更易于實現(xiàn)，而且也降低了系統(tǒng)的測頻誤差。
5、顯示模塊：顯示電路采用四位共陽極數(shù)碼管動態(tài)顯示，為了加大數(shù)碼管的亮度，使用4個PNP三極管進行驅(qū)動，便于觀測。
綜合以上頻率計系統(tǒng)設(shè)計有單片機控制模塊、電源模塊、放大整形模塊、分頻模塊及顯示模塊等組成，頻率計的總體設(shè)計框圖如圖2所示。
信號放大整形分頻電路微控制器AT89S52數(shù)碼管顯示驅(qū)動電路5V電源
圖2.1 頻率計總體設(shè)計框圖
武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書 系統(tǒng)硬件設(shè)計
3.1 AT89C51主控制器模塊
3.1.1 AT89C51的介紹
AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。
AT89C51引腳如下圖所示。
圖3.1 AT89C51引腳圖
3.1.2 復(fù)位電路
復(fù)位電路是維持單片機最小系統(tǒng)運行的基本模塊。復(fù)位電路如下圖所示。
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圖3.2 復(fù)位電路
高頻率的時鐘有利于程序更快的運行，也有可以實現(xiàn)更高的信號采樣率，從而實現(xiàn)更多的功能。但是告訴對系統(tǒng)要求較高，而且功耗大，運行環(huán)境苛刻?？紤]到單片機本身用在控制，并非高速信號采樣處理，所以選取合適的頻率即可。合適頻率的晶振對于選頻信號強度準確度都有好處，本次設(shè)計單片機實物具有11.0592M的晶振頻率。AT89C51單片機最小系統(tǒng)如下圖所示。
圖3.3 單片機最小系統(tǒng)原理圖
3.2 分頻設(shè)計模塊
分頻電路用于擴展單片機頻率測量范圍，并實現(xiàn)單片機頻率和周期測量使用統(tǒng)一信號，可使單片機測頻更易于實現(xiàn)，而且也降低了系統(tǒng)的測頻誤差。
本頻率計的設(shè)計以AT89C51單片機為核心，利用他內(nèi)部的定時／計數(shù)器完成待測信號
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周期／頻率的測量。單片機AT89C51內(nèi)部具有2個16位定時計數(shù)器，定時／計數(shù)器的工作可以由編程來實現(xiàn)定時、計數(shù)和產(chǎn)生計數(shù)溢出時中斷要求的功能。在定時器工作方式下，在被測時間間隔內(nèi)，每來一個機器周期，計數(shù)器自動加1（使用12 MHz時鐘時，每1μs加1），這樣以機器周期為基準可以用來測量時間間隔。在計數(shù)器工作方式下，加至外部引腳的待測信號發(fā)生從1到0的跳變時計數(shù)器加1，這樣在計數(shù)閘門的控制下可以用來測量待測信號的頻率。外部輸入在每個機器周期被采樣一次，這樣檢測一次從1到0的跳變至少需要2個機器周期（24個振蕩周期），所以最大計數(shù)速率為時鐘頻率的1／24（使用12 MHz時鐘時，最大計數(shù)速率為500 kHz），因此采用74LS161進行外部十分頻使測頻范圍達到2MHz。為了測量提高精度，當(dāng)被測信號頻率值較低時，直接使用單片機計數(shù)器計數(shù)測得頻率值；當(dāng)被測信號頻率值較高時采用外部十分頻后再計數(shù)測得頻率值。這兩種情況使用74LS151進行通道選擇，由單片機先簡單測得被測信號是高頻信號還是低頻信號，然后根據(jù)信號頻率值的高低進行通道的相應(yīng)導(dǎo)通，繼而測得相應(yīng)頻率值。
3.3 顯示模塊
顯示模塊由頻率值顯示電路和量程轉(zhuǎn)換指示電路組成。頻率值顯示電路采用四位共陽極數(shù)碼管動態(tài)顯示頻率計被測數(shù)值，使用三極管8550進行驅(qū)動，使數(shù)碼管亮度變亮，便于觀察測量。量程轉(zhuǎn)換指示電路由紅、黃、綠三個LED分別指示Hz、KHz及MHz檔，使讀數(shù)簡單可觀。
3.3.1 數(shù)碼管介紹
常見的數(shù)碼管由七個條狀和一個點狀發(fā)光二極管管芯制成，叫七段數(shù)碼管，根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。根據(jù)管腳資料，可以判斷使用的是何種接口類型。
LED數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管類似，只是正向壓降較大，正向電阻也較大。在一定范圍內(nèi)，其正向電流與發(fā)光亮度成正比。由于常規(guī)的數(shù)碼管起輝電流只有1～2 mA，最大極限電流也只有10～30 mA，所以它的輸入端在5 V電源或高于TTL高電平(3.5 V)的電路信號相接時，一定要串加限流電阻，以免損壞器件。
3.3.2 頻率值顯示電路
數(shù)碼管電路設(shè)計不加三極管驅(qū)動時，數(shù)碼管顯示數(shù)值看不清，不便于頻率值的測量與調(diào)試。因此加入三極管8550進行驅(qū)動數(shù)碼管。使用4位數(shù)碼管進行頻率值顯示，如果選擇共陰極數(shù)碼管顯示，則需要8個三極管進行驅(qū)動，而采用共陽極數(shù)碼管則需要4個三極
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管驅(qū)動，為了節(jié)約成本，因此選用共陽極數(shù)碼管進行動態(tài)顯示，具體數(shù)碼管設(shè)計電路如圖所示。
圖3.4 數(shù)碼管顯示電路
3.3.3 檔位轉(zhuǎn)換指示電路
根據(jù)設(shè)計要求，采用紅、黃、綠三個LED分別指示Hz、KHz及MHz檔，根據(jù)被測信號的頻率值大小，可以自動切換量程單位，無需手動切換，便于測量和讀數(shù)，簡單方便。具體設(shè)計的檔位轉(zhuǎn)換LED指示電路如圖所示。
圖3.5 LED檔位指示電路
武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件設(shè)計主要采用模塊化設(shè)計，敘述了各個模塊的程序流程圖，并介紹了軟件Keil和Proteus的使用方法和調(diào)試仿真。
4.1 軟件模塊設(shè)計
系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法。整個系統(tǒng)由初始化模塊，信號頻率測量模塊，自動量程轉(zhuǎn)換和顯示模塊等模塊組成。系統(tǒng)軟件流程如圖所示。
頻率計開始工作或者完成一次頻率測量，系統(tǒng)軟件都進行測量初始化。測量初始化模塊設(shè)置堆棧指針（SP）、工作寄存器、中斷控制和定時／計數(shù)器的工作方式。定時／計數(shù)器的工作首先被設(shè)置為計數(shù)器方式，即用來測量信號頻率。
開始系統(tǒng)初始化頻率測量頻率是否超過1KHzY硬件十分頻N計數(shù)器計數(shù)測頻率值測量數(shù)據(jù)顯示
圖4.1 系統(tǒng)軟件流程總圖
首先定時／計數(shù)器的計數(shù)寄存器清0，運行控制位TR置1，啟動對待測信號的計數(shù)。計數(shù)閘門由軟件延時程序?qū)崿F(xiàn)，從計數(shù)閘門的最小值（即測量頻率的高量程）開始測量，計數(shù)閘門結(jié)束時TR清0，停止計數(shù)。計數(shù)寄存器中的數(shù)值經(jīng)過數(shù)制轉(zhuǎn)換程序從十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。判斷該數(shù)的最高位，若該位不為0，滿足測量數(shù)據(jù)有效位數(shù)的要求，測量值和量程信息一起送到顯示模塊；若該位為0，將計數(shù)閘門的寬度擴大10倍，重新對待測信號的計數(shù)，直到滿足測量數(shù)據(jù)有效位數(shù)的要求。定時／計數(shù)器的工作被設(shè)置為定時器方式，定時／計數(shù)器的計數(shù)寄存器清0，在判斷待測信號的上跳沿到來后，運行控制位TR
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置為1，以單片機工作周期為單位進行計數(shù)，直至信號的下跳沿到來，運行控制位TR清0，停止計數(shù)。16位定時／計數(shù)器的最高計數(shù)值為65535，當(dāng)待測信號的頻率較低時，定時／計數(shù)器可以對被測信號直接計數(shù)，當(dāng)被測信號的頻率較高時，先由硬件十分頻后再有定時／計數(shù)器對被測信號計數(shù)，加大測量的精度和范圍。
4.2 應(yīng)用軟件簡介
此設(shè)計需要在Keil軟件平臺上完成程序的調(diào)試,在Proteus軟件平臺上完成仿真顯示。因此介紹如何使用Keil和Proteus進行軟件的仿真。
4.2.1 Keil簡介
Keil軟件是目前最流行開發(fā)系列單片機的軟件，Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。而Proteus與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機CPU的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象[16]。
4.2.2 protues簡介
protues是Labcenter公司出品的電路分析、實物仿真系統(tǒng)，而KEIL是目前世界上最好的51單片機匯編和C語言的集成開發(fā)環(huán)境。他支持匯編和C的混合編程，同時具備強大的軟件仿真和硬件仿真功能[17]。Protues能夠很方便的和KEIL、Matlab IDE等編譯模擬軟件結(jié)合。Proteus提供了大量的元件庫有RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件，它可以仿真單片機和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU，與keil和MPLAB不同的是它還提供了周邊設(shè)備的仿真，只要給出電路圖就可以仿真。
武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書 系統(tǒng)仿真
5.1 系統(tǒng)總電路圖
根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書的要求，本次課設(shè)設(shè)計的系統(tǒng)總電路圖如下圖所示。
圖5.1 系統(tǒng)總電路圖
5.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果
系統(tǒng)仿真結(jié)果圖如下圖所示，由圖中可以看出，LCD顯示的值為900Hz，LED顯示的值為886Hz，在誤差允許的范圍內(nèi)，二者近似相等，符合課設(shè)任務(wù)書要求。
圖5.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果圖
武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書 系統(tǒng)硬件調(diào)試
6.1頻率計的測試 如圖6.1為頻率計的測試實物拍攝圖。其中函數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率為1000Hz、幅值為5V的方波信號時，數(shù)字頻率計測得的頻率為996Hz，在誤差允許的范圍內(nèi)，二者相等，符合課設(shè)任務(wù)書要求。
圖6.1 頻率計測試的實物拍攝圖
6.2 低頻方波信號發(fā)生器的測試
圖6.2 低頻信號發(fā)生器測試的實物拍攝圖
武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書
如圖6.2為低頻信號發(fā)生器測試的實物拍攝圖。其中低頻方波信號發(fā)生器輸出頻率的LED顯示值為400Hz，經(jīng)過示波器檢測得到幅值為4.88V，頻率為396.2Hz，在誤差允許的范圍內(nèi)，二者相等，符合課設(shè)任務(wù)書要求。
6.3 低頻方波信號發(fā)生器、數(shù)字頻率計的綜合測試
如圖6.3為低頻方波信號發(fā)生器檢測頻率計的實物拍攝圖。其中低頻方波信號發(fā)生器輸出頻率的LED顯示值為300Hz，經(jīng)過數(shù)字頻率計檢測得到頻率的LCD顯示值為297Hz，在誤差允許的范圍內(nèi)，二者相等，符合課設(shè)任務(wù)書要求。
圖6.3 低頻方波信號發(fā)生器檢測頻率計的實物拍攝圖
武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書 心得體會
本次設(shè)計的過程和結(jié)果都給了我很多感觸。初次拿到課程設(shè)計的題目時，只是對頻率有一定的理解，至于怎么設(shè)計，幾乎沒有什么想法。在同學(xué)的指導(dǎo)和講解下，對頻率計的介紹有了一定的了解。后來通過不斷的學(xué)習(xí)和查閱資料，終于清楚的知道了頻率計的基本情況和設(shè)計的方案有了一定的理解。通過對各種性能的比較和所學(xué)知識能實現(xiàn)的狀況，對本次課程設(shè)計進行了設(shè)計，最后進行的是課設(shè)報告的撰寫。
通過本次設(shè)計，讓我學(xué)會了從系統(tǒng)的高度來考慮設(shè)計的方方面面，對電路的設(shè)計和研究有了更深刻的體會；讓我了解到軟件的設(shè)計是建立在對硬件了解的基礎(chǔ)上的，特別是對單片機的功能，引腳定義和內(nèi)部結(jié)構(gòu)要有較為詳細的了解，此外對電路板中所用到的各個芯片的引腳和功能，也要進行了解；在編寫程序時，進行模塊化設(shè)計，以嚴謹?shù)膽B(tài)度進行編程，避免出現(xiàn)低級錯誤，養(yǎng)成為程序添加注釋和說明的好習(xí)慣，以便自己的修改和閱讀者輕松的了解程序的各部分及整體的功能。
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參考文獻
［1］李華．單片機實用接口技術(shù)[M].航空航天大學(xué)出版社.2006.［2］張鵬．王雪梅.單片機原理與應(yīng)用實例教程[M].海軍出版社.2007.［3］赫建國等.單片機在電子電路設(shè)計中的應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社.2005.［4］康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）[M].高等教育出版社.1998． ［5］吳清平.單片機原理與應(yīng)用實例教程[M].海軍出版社.2008.武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書
#include
uchar code table[]=“made by Li Houmin”;uchar num;
void delay(int count){ int p;
//延時
while(count--)for(p=0;p<110;p++);}
void write_com(unsigned int n){
RS=0;P0=n;delay(5);
//寫指令
E=1;delay(5);
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E=0;}
void write_data(unsigned char t){ RS=1;P0=t;delay(5);
//寫數(shù)據(jù)
E=1;delay(5);E=0;}
void time1_int(void)interrupt 3 { TH1=TL1=0;TR1=1;x++;}
void time0_int(void)interrupt 1 { TH0=(65535-50000)/256;//裝初值,定時50ms TL0=(65535-50000)%256;i++;
if(i==20){ i=0;//1s時間已到
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TR1=0;//關(guān)閉計數(shù)器1 count=65536*x+256*TH1+TL1;x=0;//重新裝初值 //重新啟動計數(shù)器器1 TH1=TL1=0;TR1=1;} }
void show(){
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//在第一行第五列顯示十萬位
write_com(0x86);write_data(shu[(count/10000)%10]);delay(5);write_com(0x87);write_data(shu[(count/1000)%10]);delay(5);write_com(0x88);write_data(shu[(count/100)%10]);delay(5);write_com(0x89);write_data(shu[(count/10)%10]);delay(5);write_com(0x8a);write_data(shu[count%10]);delay(5);
//顯示萬位 //顯示千位 //顯示百位
//顯示十位
//顯示個位
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}
void main()
//第二行顯示
for(num=0;num<17;num++){ write_data(table[num]);delay(5);}
武漢理工大學(xué)《單片機原理與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書
{ TMOD=0x51;
//T1計數(shù)、T2定時，且都工作在方式1 TH1=0x00;TL1=0x00;TH0=(65535-50000)/256;//裝初值,定時50ms TL0=(65535-50000)%256;EA=1;
ET0=1;ET1=1;
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delay(5);} }
//開總中斷
//中斷允許
//啟動定時器
//顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零
//設(shè)置16X2顯示5X7點陣，8位數(shù)據(jù)口
//設(shè)置開顯示，顯示光標(biāo)且閃爍
//寫一個字符后地址指針加1
第二篇：簡單單片機數(shù)字頻率計設(shè)計
課程設(shè)計報告
簡易頻率計的設(shè)計
電子科學(xué)XX學(xué)院
姓名：專業(yè)：通信工程學(xué)號：2013
2015年12月
摘要 本系統(tǒng)基于單片機來實現(xiàn)核心的頻率計數(shù)功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)測量中的量程自動切換。實現(xiàn)了對1Hz~1MHz的正弦波、方波以及脈寬不小于100?s的脈沖信號頻率測量，以及系統(tǒng)的自校功能?？紤]到不同的測量方法對于不同頻率測量帶來的誤差，對于頻率為1Hz~1KHz的信號使用測頻法，對于頻率1KHz~1MHz的信號采用測周法，用單片機實現(xiàn)功能自動轉(zhuǎn)換。放大整形電路使用了基本的晶體管放大模塊，結(jié)合施密特觸發(fā)器74HC132，使輸出信號為TTL電平信號。此外本頻率計實現(xiàn)了刷新時間1~10S連續(xù)可調(diào)，步進值為1S，最終單片機在7段數(shù)碼管上顯示測量的頻率值。系統(tǒng)設(shè)計達到了各項目標(biāo)要求。
關(guān)鍵詞：頻率測量；等精度測量；放大整形電路
目錄
一、引言...................................................................................3
二、系統(tǒng)方案...........................................................................4
1.方案選擇...........................................................................4 2.方案確定...........................................................................6
三、理論分析與設(shè)計...............................................................6
四、電路與程序設(shè)計...............................................................8
五、設(shè)計總結(jié)..............................................................................9
六、參考文獻...........................................錯誤！未定義書簽。
一、引言 頻率的測量在電子測量技術(shù)中是一項重要的內(nèi)容。數(shù)字頻率計是一種用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器，其基本功能是測量正弦波、方波、脈沖等周期信號的頻率并將其顯示出來，用途十分廣泛。頻率計的設(shè)計需要結(jié)合模擬電路、數(shù)字電路來綜合搭建一個簡單的電子系統(tǒng)，要求功能完全、測量準確。對于方案的選擇、實際電路的調(diào)試提出了一定挑戰(zhàn)。
二、系統(tǒng)方案
頻率的測量方法可分為模擬測量法和數(shù)字測量法。
模擬測量法利用諧振特性進行測量，與標(biāo)準頻率信號比較形成的李薩如圖形進行測量。但是其系統(tǒng)較為復(fù)雜，且諧振電路較為復(fù)雜，精度難以保證。
現(xiàn)在的頻率測量方法都是基于數(shù)字測量，具有較高的精度。基本的頻率測量方法有測頻法和測周法。
1.方案選擇
1)測頻法
頻率的定義為單位時間內(nèi)周期信號發(fā)生的次數(shù)。依據(jù)這一定義，要測量頻率，即可以通過對一段時間Ts內(nèi)信號發(fā)生的次數(shù)N計數(shù)得到。測量時間基準可以用單片機來產(chǎn)生，計數(shù)也可以通過單片機的運算功能實現(xiàn)。測頻法的原理電路如圖1所示。被測信號經(jīng)整形變換得到周期為Tx的被測脈沖串，電平轉(zhuǎn)換為TTL電平，送入單片機中。利用標(biāo)準時鐘信號分頻得到的時間基準信號控制門控電路，在閘門開啟的有效時間Ts內(nèi)允許被測脈沖串通過閘門電路進行計數(shù)，則被測信號頻率fx可以表示為：
fx?N/Ts
分析考慮誤差公式：
?fx?N?fs?? fxNfs4 UsOTxtUaOTt
圖1測頻法原理圖
不考慮單片機產(chǎn)生的時間基準的精度對頻率測量的影響。根據(jù)這一測量原理，閘門信號開啟和關(guān)閉這一時間段Ts內(nèi)N的計數(shù)可能會帶來誤差?N，其最大值為?1。當(dāng)誤差減小時，閘門時間即基準頻率自身的準確度對測量結(jié)果的影響是不可忽略的?？紤]頻率較低的情形（如1Hz時），某一閘門開啟的時間段內(nèi)經(jīng)變換后與信號等頻率的脈沖串沒有經(jīng)過閘門，則計數(shù)值少1。若要減少?N/N帶來誤差，就必須增大N，在被測信號頻率較低的情況下，則要求閘門開放時間很長（即在fs不變的條件下，要求分頻系數(shù)大）。若被測頻率很低，為達到一定的測量精度，就要求閘門開放時間大得難以忍受，即一次測量過程的時間很長，失去了使用意義。
例如若被測頻率為10Hz，精度要求為?0.01%，則最短閘門開放時間為
N??Nfx/?f?1/0.0001?10000
Ts?N/fx?1000s
像這樣的測量周期是根本不可能接受的，可見頻率測量法不適用于低頻信號的測量，在同樣精度下10MHz的測量僅需要1ms，即對于高頻信號適宜用此方法測量。
2)測周法
測周法的基本結(jié)構(gòu)與測頻法是相同的，只是把晶體震蕩產(chǎn)生的基準信號與被測信號的位置互換了一下。由此得
T?N/Mf??NT?/M
計數(shù)值N與被測信號的周期成正比，N反映了M個信號周期的平均值。利用周期測量的方法在一定信號頻率范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)分頻系數(shù)M，可以較好地解決測量精度與實時性的矛盾。由上式可得 ?T/T??N/N??T?/T???N/TMf???T?/T?
第二項誤差取決于晶體穩(wěn)定度，第一項為計數(shù)器的量化誤差，故該項主要取決于N的大小。在平均周期測量法中，N值得大小與測量時間的長短成正比，可根據(jù)測量精度要求而定。假定?N/N的允許誤差為?0.001%，則N?105,在T?選定測量時間為105T?，若T??2?s，則測量時間為0.2s。對于不同范圍的被測周期信號，可以通過調(diào)節(jié)分頻系數(shù)M的大小，達到相近的測量精度，也就是有相近的測量時間，且不會太長。
當(dāng)然，對于高頻信號，周期法就需要很大分頻系數(shù)M，增加了硬件及軟件的復(fù)雜性，不宜采用。
2.方案確定
以上兩種種方法中，測頻法和測周法分別表現(xiàn)出在低頻和高頻情況下的明顯不足。因此我們考慮將兩種方法相結(jié)合，利用分段法分別進行測頻和測周。這就要求我們找到一個合適的臨界頻率fM，使得fx?fM時用測周法測量，fx?fM用測頻法測量。這里我們選定fM?1KHz。
圖2系統(tǒng)總體設(shè)計框圖
三、理論分析與設(shè)計
根據(jù)題目要求，我們將簡易頻率要完成的設(shè)計目標(biāo)分成以下幾個功能模塊：
1)輸入信號的放大整形； 2)單片機對信號頻率的測量； 3)單片機的自校功能； 4)測量方式的設(shè)定功能。下面分別對這些功能模塊進行理論分析：
1）輸入信號的放大整形: 要求我們對輸入信號類型為正弦波、方波、脈沖波三種信號(幅度變化范 圍：0.5V～5V，頻率變化范圍：1Hz～1MHz，脈沖信號的脈沖寬度：大
于100μs)進行放大整形，得到與原信號同頻率的方波信號或脈沖信號。同時進行TTL電平轉(zhuǎn)換，以備下一步輸入單片機的I/O口進行頻率的測量。常用的放大整形模塊有多種。這里我們的輸入信號其幅度已經(jīng)較大了，所以不用考慮對微小信號的放大，一般的放大電路足以滿足要求。另外輸入信號的頻率變化范圍也不是很高，現(xiàn)在常用的放大元件（集成運放，三極管等）都能達到要求。
2)單片機對信號頻率的測量；
由之前的分析，不論是測頻法還是測周法，單片機核心的功能就是一個計數(shù)器的功能，在閘門時間內(nèi)對所測信號上升沿進行計數(shù)，經(jīng)過計算，得到頻率測量值，同時進行輸出顯示。這一過程用軟件語言來編寫，思路上是比較容易的。51單片機提供的兩個定時器計數(shù)器T0，T1即可完成設(shè)計。具體來說，可以用用定時器T1產(chǎn)生時間基準信號，用計數(shù)器T0作為被測信號的計數(shù)器。由于被測信號已經(jīng)被整形為符合TTL電平要求的脈沖，所以我們可以用中斷處理的方法，讓T0工作在下邊沿中斷計數(shù)的模式下。用T1來產(chǎn)生25ms的定時，用軟件計數(shù)的方法實現(xiàn)閘門信號的產(chǎn)生。
顯示鍵盤單片機輸入信號中斷口T0計數(shù)T1定時計算頻率 圖3單片機工作框圖
3)單片機的自校功能
自校是在時基單元提供的閘門時間內(nèi)，對時標(biāo)信號（頻率較高的標(biāo)準頻率信號）進行計數(shù)的一種功能，用以檢查頻率計的整機邏輯功能是否正常。由于這時的閘門信號和時標(biāo)信號由同一個晶振的標(biāo)準信號經(jīng)過分頻得到，這時的計數(shù)結(jié)果是已知的。通過測量頻率，如果顯示出來的頻率和這一時標(biāo)信號的頻率是一致的，那么說明整機的功能達到了要求，可以工作。
另外，在自校狀態(tài)下，由于閘門信號與時標(biāo)信號是同一晶振產(chǎn)生的，同步關(guān)系始終成立，所以頻率計不存在量化誤差（?1誤差）。
題目要求單片機用1MHz進行自校，但是這里由于我們采用了兩個頻率段的測量，也就是采用了兩個閘門時間，因此要用兩個時標(biāo)信號來進行自校。實現(xiàn)的原理如圖X。
自校功能選定產(chǎn)生時標(biāo)信號測量頻率頻率與時標(biāo)信號相等否顯示自校結(jié)果為ERROR是顯示自校結(jié)果為OK結(jié)束 圖4自校功能原理框圖
3)測量方式的設(shè)定功能
系統(tǒng)設(shè)計的要求之一是要滿足顯示方式為十進制數(shù)字顯示，顯示刷新時 間1～10秒連續(xù)可調(diào)。也就是說單片機輸出顯示的信號要滿足顯示功能可 以設(shè)定，刷新時間可以調(diào)控。這里我們在頻率計系統(tǒng)設(shè)計中加入一個測量 方式的控制按鍵，按鍵后用鍵盤設(shè)置刷新時間值。這樣的功能用單片機程 序來編寫是比較容易實現(xiàn)的，在此不做過多討論。
四、電路與程序設(shè)計
(1)放大整形電路設(shè)計
VDDXFG15V1.0uF0R42k|?2C20VDD5VVDDR120k|?C1624VDDXSC1Ext Trig+_A+_+B_03718U3U141AVCC1B4A1Y4B2A4Y2B3A2Y3BGND3Y11.0uFVEEVEER620k|?OP37AH3-5VR220k|?0074LS00D5 圖5放大整形電路圖 由于輸入信號最低幅值為0.5V，所以要對其先進行放大，再整形。頻率計的對輸入阻抗的要求比較高。因此第一步信號輸入要求輸入阻抗很大以降低對信號源內(nèi)阻的要求。故采用OP37運算放大器構(gòu)成反向輸入比例放大電路對信號進行放大。
后級采通過74LS00與非門對輸入電平取非，進行放大信號的整形，得到一個可符合單片機測頻要求電平的矩形波。(2)單片機程序流程設(shè)計
初始化功能設(shè)定測量頻率自檢測周法測量顯示自檢結(jié)果測定頻率范圍在1Hz~1KHz否測頻法測量是顯示輸出 圖6單片機流程圖
五、設(shè)計結(jié)果
經(jīng)過方案的不斷調(diào)整，我們最終按照設(shè)計方案進行了硬件電路的焊接、單片機程序的編寫，分別對放大整形電路的性能、單片機測頻率的功能實現(xiàn)進行了調(diào)試，兩部分均能滿足題目要求之后，進行了系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。
在單片機功能實現(xiàn)的調(diào)試過程中，我們用實驗室的DDS信號源產(chǎn)生滿足TTL電平要求的方波，輸入進單片機的P3.4口進行程序部分的驗證。調(diào)整方波的幅值和頻率，可以看出，從0.5V到1V，1Hz到1MHz，單片機均可以實現(xiàn)頻率測量，測量精度在高頻區(qū)略有下降，但能達到百分之一以內(nèi)的精度，我們認為是可以接受的。
刷新時間可調(diào)和自校這一功能由于我們時間上不太充足，雖然有所嘗試但最 終沒有實現(xiàn)。我們對刷新時間的理解就是改變的是閘門信號。因為程序默認是定1S的閘門寬度，而刷新時間可調(diào)就可以使得閘門寬度變寬，使得低頻測量不會產(chǎn)生正負1的誤差。我們的思路是把定時器T1軟件計數(shù)的值設(shè)為可以由按鍵控制的變量，通過按鍵改變這一變量，使得閘門寬度得到改變。
在對放大整形電路的測試過程中，我們發(fā)現(xiàn)在1MHz的情況下，OP37運算放大器由于增益帶寬積不足，電壓放大倍數(shù)銳減為3——4倍左右，當(dāng)輸入電壓為0.5V放大倍數(shù)時不能越過四與非74LS00芯片的判定閾值，無法實現(xiàn)整形的效果。于是，我們組根據(jù)關(guān)永峰老師的建議，采用對直流電源分壓的方式抬高電平，如圖端點4處，將此處的電壓抬升了2.5V左右，達到74LS00的閾值（約3.2V），從而實現(xiàn)了對信號的整形的作用。
我們組采用了比較易于獲取的器件，受限于器件的參數(shù)，我們采用了電容的濾波、隔直來保證波形的穩(wěn)定，盡量減少噪聲的影響。圖中電容C1起隔直作用，以濾除信號中不穩(wěn)定的直流分量，也便于下一步設(shè)定抬升電壓的大小。電容C2濾除電源噪聲。
最終驗收測試的數(shù)據(jù)如下： 0.5——5V的輸入下，在正弦波輸入的條件下，測頻范圍80Hz——1.1MHz。在方波輸入的條件下，測頻范圍1Hz——1.5MHz。
系統(tǒng)在正弦波作為輸入信號時的低頻部分（1~80Hz）無法實現(xiàn)準確測頻，測出頻率均在1kHz以上。用示波器觀察放大整形信號可以看出，在低頻部分的輸出信號含有較多的噪聲，輸出的矩形波前出現(xiàn)一撮高頻、高幅度的噪聲，該段噪聲無法通過電容濾波濾除，當(dāng)頻率提高時，該段噪聲的幅度明顯減小，我們組認為該噪聲是器件內(nèi)部噪聲，是器件本身的局限性造成的，因此要提高頻率計的性能就要改用性能更好的放大器和整形器件。
六、設(shè)計總結(jié)
在本次實驗的過程中，我們通過簡單常見器件的匹配和調(diào)整，基本實現(xiàn)了題目要求的參數(shù)，較好的完成了實驗指標(biāo)。實驗過程中存在的不足是由于時間和個人能力的限制，未能在軟件部分完成自校功能，硬件方面也沒有嘗試先前設(shè)計報告中性能更好的高速運算放大器、高速施密特觸發(fā)器，采用了比較簡單易的常用器件。在此次實驗的過程中，我們組分工明確，一人負責(zé)總體設(shè)計、一人軟件編程、一人硬件焊接，因此在實驗中效率很高，很快完成了設(shè)計、調(diào)試和驗收過程。在最開始的方案設(shè)計中中，我們借鑒了一個龐大的整形放大電路，但在實現(xiàn)的過程遇到了較大的困難，一方面是對電路理解的欠缺，一方面是調(diào)試上存在極大的困難。在實驗的過程中，我們深刻體會到了設(shè)計要基于題目要求和指標(biāo)，不能好高騖遠，要基于自己的理解，廣泛查閱資料，進而不斷改進完善。在本次實驗中，我們組觀察到了硬件和軟件的相互匹配關(guān)系，即從放大整形電路到單片機編程計數(shù)測算頻率，最后在數(shù)碼管上觀察到輸出結(jié)果，在軟硬件的相互配合中實現(xiàn)功能，讓我們體會了軟硬件協(xié)調(diào)配合的過程和通過電路實現(xiàn)具體功能的過程，同時，在電路調(diào)試過程中也學(xué)會很多調(diào)試方法，收獲了很多電路方面的經(jīng)驗。
七、參考文獻
[1]劉菊榮庫錫樹主編《電子技術(shù)實驗教程教程》，電子工業(yè)出版社，198~200.[2]黃虎，奚大順主編《電子系統(tǒng)設(shè)計——專題篇》，電子工業(yè)出版社，32~33.
第三篇：單片機課程設(shè)計報告——智能數(shù)字頻率計
單片機原理課程設(shè)計報告
題目：智能數(shù)字頻率計設(shè)計
專業(yè)： 信息工程 班級：信息111 學(xué)號：*** 姓名：*** 指導(dǎo)教師：***
北京工商大學(xué)計算機與信息工程學(xué)院
1、設(shè)計目的
（1）了解和掌握一個完整的電子線路設(shè)計方法和概念；
（2）通過電子線路設(shè)計、仿真、安裝和調(diào)試，了解和掌握電子系統(tǒng)研發(fā)產(chǎn)品的一個基本流程。
（3）了解和掌握一些常見的單元電路設(shè)計方法和在電子系統(tǒng)中的應(yīng)用： 包括放大器、濾波器、比較器、計數(shù)和顯示電路等。
（4）通過編寫設(shè)計文檔與報告，進一步提高學(xué)生撰寫科技文檔的能力。
2、設(shè)計要求
（1）基本要求
設(shè)計指標(biāo)：
1.頻率測量：0～250KHz； 2.周期測量：4mS～10S； 3.閘門時間：0.1S，1S；
4.測量分辨率：5位/0.1S，6位/1S； 5.用圖形液晶顯示狀態(tài)、單位等。
充分利用單片機軟、硬件資源,在其控制和管理下,完成數(shù)據(jù)的采集、處理和顯示等工作,實現(xiàn)頻率、周期的等精度測量方案。在方案設(shè)計中,要充分估計各種誤差的影響,以獲得較高的測量精度。
（2）擴展要求
用語音裝置來實現(xiàn)頻率、周期報數(shù)。
（3）誤差測試
調(diào)試無誤后，可用數(shù)字示波器與其進行比對，記錄測量結(jié)果，進行誤差分析。
（4）實際完成的要求及效果
1.測量范圍：0.1Hz～4MHz，周期、頻率測量可調(diào)； 2.閘門時間：0.05s～10s可調(diào)； 3.測量分辨率：5位/0.01S，6位/0.1S； 4.用圖形液晶顯示狀態(tài)、單位（Hz/KHz/MHz）等。
3、硬件電路設(shè)計
（1）總體設(shè)計思路 本次設(shè)計的智能數(shù)字頻率計可測量矩形波、鋸齒波、三角波、方波等信號的頻率。系統(tǒng)共設(shè)計包括五大模塊: 主芯片控制模塊、整形模塊、分頻模塊、檔位選擇模塊、和顯示模塊。設(shè)計的總的思想是以AT89S52單片機為核心，將被測信號送到以LM324N為核心的過零比較器，被測信號轉(zhuǎn)化為方波信號，然后方波經(jīng)過由74LS161構(gòu)成的分頻模塊進行分頻，再由74LS153構(gòu)成的四選一選擇電路控制檔位，各部分的控制信號以及頻率的測量主要由單片機計數(shù)及控制，最終將測得的信號頻率經(jīng)LCD1602顯示。
各模塊作用如下: 1.主芯片控制模塊: 單片機AT89S52 內(nèi)部具有2個16位定時/計數(shù)器T0、T1，定時/計數(shù)器的工作可以由編程來實現(xiàn)定時、計數(shù)和產(chǎn)生計數(shù)溢出時中斷要求的功能。利用單片機的計數(shù)器和定時器的功能對被測信號進行計數(shù)。以AT89S52 單片機為控制核心，來完成對各種被測信號的精確計數(shù)、顯示以及對分頻比的控制。利用其內(nèi)部的定時/計數(shù)器完成待測信號周期/頻率的測量。
2.整形模塊：整形電路是將一些不是方波的待測信號轉(zhuǎn)化成方波信號，便于測量。本設(shè)計使用運放器LM324連接成過零比較器作為整形電路。
3.分頻模塊: 考慮單片機利用晶振計數(shù)，使用11.0592MHz 時鐘時，最大計數(shù)速率將近500 kHz，因此需要外部分頻。分頻電路用于擴展單片機頻率測量范圍，并實現(xiàn)單片機頻率測量使用統(tǒng)一信號，可使單片機測頻更易于實現(xiàn)，而且也降低了系統(tǒng)的測頻誤差。本設(shè)計使用的分頻芯片是74LS161實現(xiàn)4分頻及16分頻。
4.檔位選擇模塊：控制74LS161不分頻、4分頻 或者 16分頻，控制芯片是74LS153。5.顯示模塊：編寫相應(yīng)的程序可以使單片機自動調(diào)節(jié)測量的量程，并把測出的頻率數(shù)據(jù)送到顯示電路顯示，本設(shè)計選用LCD1602。
(2)測頻基本設(shè)計原理
所謂“頻率”，就是周期性信號在單位時間（1s）內(nèi)變化的次數(shù)。若在一定時間間隔T內(nèi)測得這個周期性信號的重復(fù)變化次數(shù)N，則其頻率可表示為f=N/T（右圖3-1所示）。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號變成脈沖信號，其重復(fù)頻率等于被測頻率fx。利用單片機的定時/計數(shù)T0、T1的定時、計數(shù)功能產(chǎn)生周期為1s的時間脈沖信號，則門控電路的輸出信號持 圖3-1 續(xù)時間亦準確地等于1s。閘門電路由標(biāo)準的秒脈沖信號進行控制，當(dāng)秒脈沖信號來到時，閘門開通，被測脈沖信號通過閘門送到計數(shù)譯碼顯示電路。秒脈沖信號結(jié)束時閘門關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)。由于計數(shù)器計得的脈沖數(shù)N是在1秒時間內(nèi)的累計數(shù)，所以被測頻率fx=NHz。
（2）系統(tǒng)框圖
本智能數(shù)字頻率計系統(tǒng)框圖如圖3-2所示
圖3-2智能數(shù)字頻率計系統(tǒng)框圖
（3）單片機部分
P0口經(jīng)上拉后做LCD數(shù)據(jù)接口 P2.1~P2.3作為LCD控制端口 P2.4~P2.5作為分頻選擇端口 P3.5作為被測信號輸入端口
P3.2~P3.4作為開關(guān)控制端口（對應(yīng)電路圖中K1，K2，SET）
圖3-3 89D52單片機部分電路
(4)分頻部分
74HC161與74ls161功能兼容，是常用的四位二進制可預(yù)置的同步加法計數(shù)器，他可以靈活的運用在各種數(shù)字電路，以及單片機系統(tǒng)中實現(xiàn)分頻器等很多重要的功能。
其管腳圖如圖3-4所示：
圖3-4 74HC161 圖3-5 74HC153管腳圖
74HC153是一個雙4選1數(shù)據(jù)選擇器，其管腳圖如圖3-5所示：
74LS161對整形后的防波信號進行分頻，Q1為四分頻輸出，Q3為16分頻輸出。未經(jīng)分頻、經(jīng)過四分頻和經(jīng)過16分頻的三路信號作為74LS153的一個4選1數(shù)據(jù)選擇器低三位輸入，由單片機控制選擇分頻數(shù)，然后再送單片機內(nèi)部計數(shù)器T1（如圖3-6）。
圖3-6 分頻、選擇分頻檔位電路圖
（5）LCD顯示部分
LCD顯示，1602的八位數(shù)據(jù)I/O口與單片機的P0口相連，讀寫控制端接P2.0-P2.2口。三個按鍵中，設(shè)置鍵接P3.2單片機按外部中斷0接口，當(dāng)按鍵按下后，置P3.2口低電平，單片機中斷。S1、S2為頻率/周期、閘門時間加/減選擇按鍵（如圖3-7）。
圖3-7 LCD顯示部分電路圖
4、軟件設(shè)計
(1)主程序流程圖設(shè)計
本次程序設(shè)計采用的是C語言程序設(shè)計，其設(shè)計流程圖4-1所示：
圖4-1主程序流程圖
（2）子程序流程圖設(shè)計
<1>顯示程序：
LCD顯示程序設(shè)計流程如圖4-2所示：
圖4-2顯示程序流程圖 <2>頻率測量程序框圖：
頻率測量程序的整體架構(gòu)如圖4-3所示：
圖4-3頻率測量框架圖
（3）中斷服務(wù)流程圖
INT0中斷流程圖如圖4-4所示：
圖4-4INT0中斷流程圖
（4）程序代碼
#include
//頻率 float p;
//周期 float sj;
//閘門時間 char idata buff[20];char flag=0;
//頻率、周期選擇標(biāo)志位
char xs=0;//設(shè)置閘門時間結(jié)束后是否顯示結(jié)果的標(biāo)志位
unsigned char m=0,n=0,yichu=0,fenpin;
//m定時中斷次數(shù) n計數(shù)中斷次數(shù) yichu判斷是定時
//器還是計數(shù)器溢出
#define Key_Set P3 #define K1 0xf7
//11110111
P33 #define K2 0xef
//11101111
P34 #define NO_Set 0xff #define Freq 0 #define Peri 1
sbit B153=P2^4;sbit A153=P2^3;sbit P17=P3^4;sbit P16=P3^3;sbit P35=P3^5;sbit Set=P3^2;unsigned char LCD_Wait(void);void LCD_Write(bit style, unsigned char input);void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode);void LCD_SetInput(unsigned char InputMode);void LCD_Initial();void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y);void Print(unsigned char *str);void C52_Initial();void Delay(unsigned int t);void display(float f);void cepin();void panduan();void timedisplay(float sj);void Time_Set1();void Time_Set2();void t0();void t1();
/*****模塊名稱 LCD1602顯示程序******/
/***********************端口定義 ***********************************/
sbit LcdRs= P2^0;sbit LcdRw= P2^1;sbit LcdEn= P2^2;sfr DBPort= 0x80;
//P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.數(shù)據(jù)端口 /************************內(nèi)部等待函數(shù)********************************/
unsigned char LCD_Wait(void){
LcdRs=0;
//寄存器選擇輸入端 1:數(shù)據(jù) 0：指令
LcdRw=1;
_nop_();//RW：為0：寫狀態(tài);為1：讀狀態(tài);
LcdEn=1;
_nop_();
//使能輸入端,讀狀態(tài),高電平有效;寫狀態(tài),下降沿有效
LcdEn=0;
return DBPort;
} /**********************向LCD寫入命令或數(shù)據(jù)***************************/
#define LCD_COMMAND 0
// Command #define LCD_DATA 1
// Data #define LCD_CLEAR_SCREEN
0x01
// 清屏 #define LCD_HOMING
0x02
// 光標(biāo)返回原點 void LCD_Write(bit style, unsigned char input){
LcdEn=0;
LcdRs=style;
LcdRw=0;
_nop_();
DBPort=input;
_nop_();//注意順序
LcdEn=1;
_nop_();//注意順序
LcdEn=0;
_nop_();
LCD_Wait();} /********************設(shè)置顯示模式*********************************/
#define LCD_SHOW
0x04
//顯示開 #define LCD_HIDE
0x00
//顯示關(guān)
#define LCD_CURSOR
0x02
//顯示光標(biāo)
#define LCD_NO_CURSOR
0x00
//無光標(biāo)
#define LCD_FLASH
0x01
//光標(biāo)閃動 #define LCD_NO_FLASH
0x00
//光標(biāo)不閃動 void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode){
LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode);
} /*********************設(shè)置輸入模式***********************************/ #define LCD_AC_UP 0x02 #define LCD_AC_DOWN 0x00
// default #define LCD_MOVE 0x01
// 畫面可平移 #define LCD_NO_MOVE 0x00
//default void LCD_SetInput(unsigned char InputMode){
LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);} /******************初始化LCD**************************************/
void LCD_Initial(){
LcdEn=0;
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);
//8位數(shù)據(jù)端口,2行顯示,5*7點陣
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);
LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR);
//開啟顯示, 無光標(biāo)
LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN);
//清屏
LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE);
//AC遞增, 畫面不動 }
/************************************************************************/ void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y){ if(y==0)
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);if(y==1)
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x40));} void Print(unsigned char *str){
while(*str!='