基于AT89C52的频率计.doc

本产品是一个基于AT89C52的频率测量仪，精度0.04%，响应时间0.5s，测量信号幅值范围15V。本频率计需要5V电源为其供电，通过在单位时间里将被测信号放大后进行采集计数后，将频率信息用八位共阴数码管显示出来。设计要求：（1） 用万用板制作出频率计成品。（2） 尽可能提高测量精度、测量范围、响应时间等材料清单：AT89C52 芯片，74ls00，4个共阴数码管，1个复位开关，1个10uF电容，1个24MHz晶振，1个9014三极管，3个led灯，电阻和导线若干，2个30pF电容，排针一排。设计说明：一、总体方案本频率计是先给该产品供5v稳压电源，然后用信号发生器供给信号，经过放大整形电路的作用后，再输入芯片中，而主控芯片用引脚电平中断变化来计数，用定时器来定出计时单位时间，信号采集后经过处理在数码管上显示出来。二、硬件分析系统硬件框图5V电源AT89c52数码管显示信号放大整形周期信号（1）放大整形电路74ls00 及引脚图三极管9014由于输入的信号可以是正弦波，三角波。而后面的闸门或计数电路要求被测信号为矩形波，所以需要设计一个整形电路则在测量的时候，首先通过整形电路将正弦波或者三角波转化成矩形波。在整形之前由于不清楚被测信号的强弱的情况。所以在通过整形之前通过放大衰减处理。当输入信号电压幅度较大时，通过输入衰减电路将电压幅度降低。当输入信号电压幅度较小时，前级输入衰减为零时若不能驱动后面的整形电路，则调节输入放大的增益，时被测信号得以放大10。根据上述分析，放大电路放大整形电路采用高频晶体管9014与74LS00等组成。其中9014为NPN型高频小功率三极管，组成放大器将输入频率为fx的周期信号如正弦波、三角波及方波等波形进行放大。与非门74LS00构成施密特触发器，它对放大器的输出波形信号进行整形，使之成为矩形脉冲（3） AT89c52芯片AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内配置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域。AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。其主要工作特性是：片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；片内数据存储器内含256字节的RAM；具有32根可编程I/O口线；具有3个可编程定时器；中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；具有一个数据指针DPTR；低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；具有可编程的3级程序锁定位；AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；AT89C52最高工作频率为24MHz。芯片的引脚图（4） 四位共阴数码管数码管是一类显示屏 通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示 时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。 由于它的价格便宜 使用简单 在电器 特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。由于发光二极管基本上属于电流敏感器件，其正向压降的分散性很大， 并且还与温度有关，为了保证数码管具有良好的亮度均匀度，就需要使其具有恒定的工作电流，且不能受温度及其它因素的影响。另外，当温度变化时驱动芯片还要能够自动调节输出电流 的大小以实现色差平衡温度补偿。该频率计的整体仿真图三、编程思路程序流程图主程序设T0，T1工作模式初始化赋值中断启动T0,T1工作T1定时1sT1为1s？停止工作数码管显示YN程序代码include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulong unsigned longvoid init();void display(uchar ge,uchar shi,uchar bai,uchar qian);void delay(uint z);sbit sm1=P21;sbit sm2=P22;sbit sm3=P23;sbit sm4=P24;sbit LED3=P25;sbit LED2=P26;sbit LED1=P27;ulong num1,num;bit flag;uchar tt,TC,ge,shi,bai,qian;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/*主程序*/void main()init();/*初始化子程序*/while(1) display( ge, shi, bai, qian);/*显示子程序*/if(flag=1)/*判断如果flag=1 则从新打开两个定时器*/TR0=1;TR1=1;void t1(void) interrupt 3 using 0/*定时器1子程序*/TH1=0x3C; TL1=0xB0; tt+;if(tt=40)TR1=0; /*开定时器1*/ TR0=0; /*开计数器0*/ num=TC*65536+TH0*256+TL0; /*求得1秒通过计数器0的下降沿数，即所测的频率*/num1=TC*65536+TH0*256+TL0; /*赋值给num1，为了正常显示*/ tt=0;/*tt置零*/ TH0=0;/* 计数器高八位置0*/TL0=0; /*计数器低八位置0*/ TC=0; /*计数器TC置0*/ flag=1; /*标志位置1*/void t0(void) interrupt 1 using 0/*计数器0子程序*/TC+;void init() /*初始化子程序*/flag=0; TH0=0; TL0=0;TMOD=0x15; /*设置定时器1为定时模式 定时器1为计数方式*/TH1=0x3C; TL1=0xB0; EA=1; /*开总中断*/ET1=1; TR1=1;ET0=1;TR0=1;void delay(uint z) /*延时子程序*/z=200;while(z-);void display(uchar ge,uchar shi,uchar bai,uchar qian) /*显示子程序*/if(num1=9999) /*如果所测的频率9999&num199999&num1=999999) /*如果所测的频率99999到999999则进入这个语句*/LED1=0;LED3=1;LED2=1;num1=num1/100;qian=num1/1000;bai=num1%1000/100;shi=num1%100/10;ge=num1%10;sm1=1;sm2=1;sm3=1;sm4=1;P0=tableqian;delay(2);P0=0x00; sm1=1;sm2=0;sm3=1;sm4=1;P0=tablebai;delay(2);P0=0x00; sm1=1;sm2=1;sm3=0;sm4=1;P0=tableshi&0x01;delay(2);P0=0x00; sm1=1;sm2=1;sm3=1;sm4=0;P0=tablege;delay(2);P0=0x00;num1=num; /*把值赋回给num 要不然只能下次只能进入第一句 小数点显示不出来*/四Pouteus软件调试根据系统设计要求，进行Keil和Proteus系统仿真，不断调试程序，直到符合功能要求待测值（Hz）1010050010055555855510546测量值（Hz）1010050010065557855910556五性能评估本频率计由于采用引脚电平变化中断来计数，所以大大减少了单位测量时间，其响应时间为0.5s；由于被测信号通过比较器放大，所以初步调试出其测量信号的电压幅值为15V；从测试的数据可以看出此频率计的误差在万分之三到万分之四左右，产生误差的原因可能是但T1定时器计数溢出中断，申请标志TF1并向CPU提出中断申请时存在时间延迟。六.设计心得经过我们组一个星期日以继夜的艰苦奋战后，最后我们最