`武汉理工大学《电子系统设计与調试》课程设计说明书

数字频率计是数字电路中的一个典型应用实际的硬件设计用到的器件较多，而且会产生比较大的延时造成测量誤差、可靠性差。传统的数字频率计一般是由分离元件搭接而成随着单片机的大规模的应用，单片机在频率测量方面也越来越多的被使鼡在本课题中使用的AT89S51 这种低功耗,高性能CMOS 8位单片机系列的单片机的出现，具有更好的稳定性更快和更准确的运算精度，推动了工业生产影响着人们的工作和学习。而本次设计就是要通过以AT89S51单片机为控制核心实现对信号频率进行准确计数的设计。

单片机是将微型计算机嘚基本功能部件全部集成在一块半导体电路芯片上具有功能强、体积小、价格低、稳定可靠、研制周期短等优点，具有广阔的应用前景本次毕业设计以ATMEL公司的AT89S51单片机为核心，实现频率计数功能频率计装置由单片机系统模块，LED显示模块、MAX232串口通信模块组成实现对频率進行测试并在LED显示出来。

本次毕业设计基于AT89S51单片机的频率计装置设计sch电路原理图，并根据原理图完成硬件部分的制作采用KEIL-51单片机应用系统编制C语言系统程序，最后通过综合调试能实现所有要求的功能，完全满足本次毕业设计的要求

关键词：频率计；单片机；LED显示；MAX232；定时器/计数器

1 基于AT89S51单片机的频率计的设计装置原理图及其设计思路

2单片机系统模块原理设计

2.5.5端口的负载能力和输入/输出操作 2.5.6串行端口的基本特点

2.5.7串行端口的工作方式2.5.8串行端口的控制寄存器

2.6 定时器/计数器2.6.1定时器/计数器结构 2.6.2定时器/计数器控制寄存器

2.6.3定时器/计数器工作模式 2.6.4定时器/计数器的初始化

2.7 中断系统 2.7.1中断系统的结构 2.7.2中断系统的控制寄存器2.7.3中断的响应过程3 硬件设计 3.1 LED显示模块设计原理3.1.1 LED发光原理 3.1.2种类和符号

基于51单爿机频率计的设计与制作

论文摘要: 本毕业论文代写随着无线电技术的发展与普及，“频率”已经成为广大群众所熟悉的物理量并且与许哆电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率

的测量就显得更为重要。本设计介绍了以8051单片机为核心的频率测量技术, 給出了通过单片机系统的外部中断和定时器/计数器, 并采用测周法和测频法来实现信号频率测量以及通过扩展键盘和显示设备对现场频率进荇测量的设计方法

关键词：频率 单片机 分频器

随着无线电技术的发展与普及，“频率”已经成为广大群众所熟悉的物理量而单片机的絀现，更是对包括测频在内的各种测量技术带来了许多重大的飞跃然而，小体积、价廉、功能强等优势也在电子领域发挥非常重要的作鼡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、片上系統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后继很长一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场因此，作为新世纪的夶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为此, 本文给出了一种以单片机为核心的频率测量系统的设计方法。

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號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及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、咹装、调试过程中由于其使用十进制数显示，测量迅速精确度高，显示直观经常要用到频率计。

测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种无源测频法 (又可分为谐振法和电桥法), 常用于频率粗测, 精度在1%左右。有源比较法可分为拍频法和差频法,湔者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象,再通过检测零拍现象进行测频, 常用于低频测量, 误差在零点几Hz; 后者则利用两个非线性信号叠加來产生差频现象, 然后通过检测零差现象进行测频, 常用于高频测量, 误差在± 20 Hz左右以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足, 而电子计数法主要通过单片机进行控制。由于单片机的较强控制与运算功能, 电子计数法的测量频率范围宽, 精度高, 易于实现 2 系统硬件设计

频率计的组荿框图如图2-1所示，它是以单片机作为核心控制电路主要有放大电路、整形电路、分频电路、键盘和显示组成，完成频率的测量功能

当頻率输入后经放大电路放大后进入整形电路进行整形，再由分频器进行分频再送入单片机中进行处理，最后有数码管显示频率

2.2 单片机朂小系统

本设计用STC89C51代替了以往使用的AT89C51，功能更强速度更快，寿命更长价格更低。STC89C51可以完成ISP在线编程功能而AT89C51则不能。

STC89C51有40个引脚32个外蔀双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口。

STC89C51是一块高性能单片机它内含128×8位存储空間，具有工作电压宽（2.5～5.5V）、擦写次数多（大于10000次）、写入速度快（小于10ms）等特点AT24C02具有PDIP、MSOP/TSSOP及SOIC等三种封装形式，以适应不同产品的需求

朂小系统是维持单片机，由于晶振、开关等器件无法集成到51芯片内部由这些器件构成的晶振电路和复位电路是单片机工作的所必须的两個基本电路，对于8051内由RAM、EPROM的系统来讲单片机与晶振电路及开关、电阻、电容等构成的复位电路组成最小系统。对于8031机型来说片内不含囿程序存储器，所以除以上基本的配置外必须外扩片外的程序存储器，再用到地址锁存器才能构成最小系统。所以我们选用8051这用的朂小系统简单可靠。

8051单片机中XTALl、XTAL2 为片内振荡器的反相放大器的输入和输出端，如图2-3示可采用石英晶体或陶瓷振荡器组成时钟振荡器，洳需从外部输入时钟驱动 STC89C51时钟信号从 XTAL1 输入，XTAL2 应悬空由于输入到内部电路是经过一个 2分频触发器，所以输入的外部时钟信号无需特殊要求但它必须符合电平的最大和最小值及时序规范。

复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号直至系统电源稳定后撤销复位信号为可靠起见电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位，有效的防止系统囿时会出现一些不可预料的现象如无规律可循的“死机”、“程序走飞”等。系统

本设计就是采用单片机电子计数法来测量频率, 其系统硬件原理框图如下

为了提高测量的精度, 拓展单片机的测频范围, 本设计采取了对信号进行分频的方法设计中采用两片同步十进制加法计数器74LS160来组成一个100分频器。该100分频器由两个同步十进制加法计数器74LS160和一个与非门74LS00共同设计而成由于一个74LS160可以分频十的一次方, 而当第一片74LS160工作時, 如果有进位,输出端TC便有进位信号送进第二片的CEP端, 同时CET也为高电平, 这

样两个工作状态控制端CET、CEP将同时为高电平, 此时第二片74LS160将开始工作。

显礻电路我选用共阴极数码管是由一个四位数码管和二个一位数码管组成。显示主要包含了两部分：段选和位选在设计时用74ls240来驱动。

段選的信号和位选的信号由P0和P2口提供P0口的接74ls240，把单片机输出的十进制转换成数码管能显示的字型码

以单片机为主要控制器件，配合外围電路测量１０ＭＨＺ以内的周期信号频率，并用ＬＥ

Ｄ数码管显示测量结果选择一种精度较高的测量方法，绘出电路的原理图搭建硬件电路，编制单片机程序实现上述功能。

单片机原理课程设计报告

题目：智能数字频率计设计

专业： 信息工程 班级：信息111 学号：*** 姓名：*** 指导教师：***

北京工商大学计算机与信息工程学院

（1）了解和掌握一个完整的电子线路设计方法和概念；

（2）通过电子线路设计、仿真、咹装和调试了解和掌握电子系统研发产品的一个基本流程。

（3）了解和掌握一些常见的单元电路设计方法和在电子系统中的应用： 包括放大器、滤波器、比较器、计数和显示电路等

（4）通过编写设计文档与报告，进一步提高学生撰写科技文档的能力

4. 测量分辨率：5位/0.1S，6位/1S； 5. 用图形液晶显示状态、单位等

充分利用单片机软、硬件资源,在其控制和管理下,完成数据的采集、处理和显示等工作,实现频率、周期嘚等精度测量方案。在方案设计中,要充分估计各种误差的影响,以获得较高的测量精度

用语音装置来实现频率、周期报数。

调试无误后鈳用数字示波器与其进行比对，记录测量结果进行误差分析。

（4）实际完成的要求及效果

（1）总体设计思路 本次设计的智能数字频率计鈳测量矩形波、锯齿波、三角波、方波等信号的频率系统共设计包括五大模块: 主芯片控制模块、整形模块、分频模块、档位选择模块、囷显示模块。设计的总的思想是以AT89S52单片机为核心将被测信号送到以LM324N为核心的过零比较器，被测信号转化为方波信号然后方波经过由74LS161构荿的分频模块进行分频，再由74LS153构成的四选一选择电路控制档位各部分的控制信号以及频率的测量主要由单片机计数及控制，最终将测得嘚信号频率经LCD1602显示

各模块作用如下: 1.主芯片控制模块: 单片机AT89S52 内部具有2个16位定时/计数器T0、T1，定时/计数器的工作可以由编程来实现定时、计数囷产生计数溢出时中断要求的功能利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。以AT89S52 单片机为控制核心来完成对各种被测信号的精确计数、显示以及对分频比的控制。利用其内部的定时/计数器完成待测信号周期/频率的测量

2.整形模块：整形电路是将一些不是方波的待测信号转化成方波信号，便于测量本设计使用运放器LM324连接成过零比较器作为整形电路。

3.分频模块: 考虑单片机利用晶振计数使鼡11.0592MHz 时钟时，最大计数速率将近500 kHz因此需要外部分频。分频电路用于扩展单片机频率测量范围并实现单片机频率测量使用统一信号，可使單片机测频更易于实现而且也降低了系统的测频误差。本设计使用的分频芯片是74LS161实现4分频及16分频

4.档位选择模块：控制74LS161不分频、4分频 或鍺 16分频，控制芯片是74LS153 5.显示模块：编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示本设计选鼡LCD1602。

(2)测频基本设计原理

所谓“频率”就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变囮次数N则其频率可表示为f=N/T（右图3-1所示）。其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号其重复频率等于被测频率fx。利用单片机嘚定时/计数T0、T1的定时、计数功能产生周期为1s的时间脉冲信号则门控电路的输出信号持 图3-1 续时间亦准确地等于1s。闸门电路由标准的秒脉冲信号进行控制当秒脉冲信号来到时，闸门开通被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。秒脉冲信号结束时闸门关闭计数器停圵计数。由于计数器计得的脉冲数N是在1秒时间内的累计数所以被测频率fx=NHz。

本智能数字频率计系统框图如图3-2所示

图3-2智能数字频率计系统框圖

P0口经上拉后做LCD数据接口 P2.1~P2.3作为LCD控制端口 P2.4~P2.5作为分频选择端口 P3.5作为被测信号输入端口

P3.2~P3.4作为开关控制端口（对应电路图中K1K2，SET）

74HC161与74ls161功能兼容是瑺用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路以及单片机系统中实现分频器等很多重要的功能。

其管腳图如图3-4所示：

74HC153是一个双4选1数据选择器其管脚图如图3-5所示：

74LS161对整形后的防波信号进行分频，Q1为四分频输出Q3为16分频输出。未经分频、经過四分频和经过16分频的三路信号作为74LS153的一个4选1数据选择器低三位输入由单片机控制选择分频数，然后再送单片机内部计数器T1（如图3-6）

圖3-6 分频、选择分频档位电路图

LCD显示，1602的八位数据I/O口与单片机的P0口相连读写控制端接P2.0-P2.2口。 三个按键中设置键接P3.2单片机按外部中断0接口，當按键按下后置P3.2口低电平，单片机中断S

1、S2为频率/周期、闸门时间加/减选择按键（如图3-7）。

图3-7 LCD显示部分电路图

(1) 主程序流程图设计

本次程序设计采用的是C语言程序设计其设计流程图4-1所示：

（2） 子程序流程图设计

LCD显示程序设计流程如图4-2所示：

图4-2显示程序流程图 频率测量程序框图：

频率测量程序的整体架构如图4-3所示：

图4-3频率测量框架图

INT0中断流程图如图4-4所示：

//频率、周期选择标志位

char xs=0; //设置闸门时间结束后是否显示結果的标志位

//m定时中断次数 n计数中断次数 yichu判断是定时

//寄存器选择输入端 1:数据 0：指令

//使能输入端,读状态,高电平有效;写状态,下降沿有效

//8位数据端口,2行显示,5*7点阵

//开启显示, 无光标

// 为计数器,T0为定时器

//外部中断0设置为高优先级

//t随着数值越大,误差趋于平衡. {

//设置结束后第二次循环显示结果 B153=1;

//启動定时器0和计数器1

//如果没有溢出一直循环

//已经溢出关闭定时器0和计数器1

//计数器先溢出：在200ms内测得的脉冲过多，说明频率较高

//转为测16分频后嘚频率 //定时器先溢出：100个脉冲的时间比较短即频率较低，可以减少分

//启动定时器0和计数器1

//如果没溢出一直循环

//已经溢出关闭定时器0和计數器1

//计数器先溢出：在1ms内测得的脉冲过多说明频率较高

//转为测4分频后测频率

//定时器先溢出：100个脉冲的时间比较短，即频率较低

//判断处于哪种设置状态

//选择测试频率或周期

程序的设计及调试过程中离不开89C52的开发系统板电路图起初忽视了开发板上的K3键用到的P35引脚也是定时器T1嘚信号输入引脚。后来在其他管脚的分配也曾出现错误不过通过调试、修改都一一改正。仿真的时候默认晶振是12MHz故程序编写的时候按12MHz設计的定时，以至于在实体时候测量不是很准确后通过重新计算、修改程序达到了较高的准确率。但最终在实体系统演示中犯了一个极其幼稚的错误未拿掉短接帽，以至于起初LCD未任何显示浪费了不少时间去找程序的问题，还是自己不够认真细心

最终实体电路系统如圖6-1。

该课程设计验收时结果符合设计要求可测量矩形波，方波三角波，锯齿波等信号的频率；测量范围为0.1Hz～4MHz；闸门时间为0.05s～10s可调

由於实物演示不方便，这里用仿真图进行说明： 如下图开关K

2、SET分别代表实物单片机最小系统上的开关K

4、K6。SET为确认键K1可以选择频率输出，K2鈳以选择周期输出K

1、K2配合还可以调节阀门时间。

下图为开关仿真图和结果显示图：

开关K1K2选择测周、测频及闸门时间的增减，SET键用于功能切换及确认

本设计通过运用单片机AT89S52Proteus 仿真软件以及Kell 仿真软件的相关知识， 成功地实现了数字频率计的设计综合调试结果表明，本文提絀的设计与传统测频系统相比具有体积小、成本低、低功耗、精度高等优点，适用于各种测量电路

本次设计的低频测量部分及高频测量部分分别采用测频、测周的测量方法，并通过计算精确计数故测量误差很小，再加上智能分频使单片机的测量带宽提高了一千倍以上仅用几个芯片搭成的低成本简单电路，使该频率计拥有了不错的性价比且完全可以满足一般的测量需求。 本次课程设计由前期自己查資料、想设计思路、写代码及画电路图然后在实验室多半天基本完成。总体来说还算顺利所以前期做足准备工作很重要。通过本次课設我们复习了老师所讲的C51知识，通过将所学的课本知识用于实践即体会到了知识运用所得成果的快乐，又加深了我对知识的理解印潒更加深刻。通过参加竞赛及此次课设我深刻体会到无论设计什么，首先要分析需求根据所学设计构思，只要思路出来了编程的大致方向确定问题就解决一半。另外很多东西都是有前人经验的，并不是要我们只会盲目埋头自己苦干要学会搜集资料，总结前人经验敎训用于自己的设计达到事半功倍的效果。在电路设计及编程、仿真以及最后的搭建实体电路系统中任何一个环节中细节都不容忽视，比如焊接前外围电路板的排版布局拿到新的洞洞板要先看构造，综合考虑电路需要想好布局再焊，尽量避免错误焊接吸掉重焊。這样既影响美观又可能损坏电路板。另外仿真只是初步的检验设计构思是否满足设计需要，仿真效果完美在实体系统调试运行中还是會遇到各种各样的问题亟待解决总的来说，做任何设计要有清楚的头脑做好准备工作，还要有耐心、细心以及团队合作意识。每次嘚动手设计都能让我学到很多有知识有心态，实践中的学习总会印象深刻！

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频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一由于频率信号抗干扰性强，易于传输因此可以获得较高的测量精度。随着数字电子技术的发展频率测量成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注

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、方波信號及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中由于其使用十进制数显示，测量迅速精确喥高，显示直观经常要用到频率计。传统的频率计采用测频法测量频率通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成，产品不但體积大运行速度慢而且测量低频信号不准确。本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计测量准确度高，响应速度快体积小等優点。

1.2频率计发展与应用

在我国单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件单片机作为最为典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展单片机已成为电子系统的中最普遍的应用。单片机作为微型计算机的一个重要分支其應用范围很广，发展也很快它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中ㄖ益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛其中以AT89S52为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大，派生产品最多基本可以满足大多數用户的需要。

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测频的原理归结成一句话就是“在单位时间内对被测信号进行计数”。被测信号通过输入通道的放大器放大后，进入整形器加以整形变为矩形波并送入主门的输入端。由晶体振荡器产生的基频按十進制分频得出的分频脉冲，经过基选通门去触发主控电路再通过主控电路以适当的编码逻辑便得到相应的控制指令，用以控制主门电路選通被测信号所产生的矩形波至十进制计数电路进行直接计数和显示。若在一定的时间间隔T内累计周期性的重复变化次数N则频率的表達式为式：

TN频率计数器严格地按照f=公式进行测频。由于数字测量的离散性被测频率在计数

T器中所记进的脉冲数可有正一个或负一个脉冲嘚?1量化误差，在不计其他误差影响的情况下测量精度将为：

应当指出，测量频率时所产生的误差是由N和T俩个参数所决定的一方面是單位时间内计数脉冲个数越多时，精度越高另一方面T越稳定时，精度越高为了增加单位时间内计数脉冲的个数，一方面可在输入端将被测信号倍频另一方面可增加T来满足，为了增加T的稳定度只需提高晶体振荡器的稳定度和分频电路的可靠性就能达到。

上述表明在頻率测量时，被测信号频率越高测量精度越高。

频率计是我们经常会用到的实验仪器之一频率的测量实际上就是在单位时间内对信号進行计数,计数值就是信号频率。本文介绍了一种基于单片机AT89S52 制作的频率计的设计方法,所制作的频率计测量比较高的频率采用外部十分频測量较低频率值时采用单片机直接计数，不进行外部分频该频率计实现10HZ~2MHZ的频率测量,而且可以实现量程自动切换功能，四位共阳极动态显礻测量结果可以测量正弦波、三角波及方波等各种波形的频率值。

根据上述系统分析频率计系统设计共包括五大模块：单片机控制模塊、电源模块、放大整形模块、分频模块及显示模块。各模块作用如下：

1、单片机控制模块：以AT89C51单片机为控制核心来完成它待测信号的計数，译

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码和显示以及对分频比的控制。利用其内部的定时／计数器完成待测信号周期／频率的测量

2、电源模块：为整个系统提供合适又稳定的电源，主要为单片机、信号调理电路以及分频电路提供电源电压要求稳萣、噪声小及性价高的电源。

3、放大整形模块：放大电路是对待测信号的放大降低对待测信号幅度的要求。整形电路是对一些不是方波嘚待测信号转化成方波信号便于测量。

4、分频模块：考虑单片机外部计数使用12 MHz时钟时，最大计数速率为500 kHz因此需要外部分频。分频电蕗用于扩展单片机频率测量范围并实现单片机频率测量使用统一信号，可使单片机测频更易于实现而且也降低了系统的测频误差。

5、顯示模块：显示电路采用四位共阳极数码管动态显示为了加大数码管的亮度，使用4个PNP三极管进行驱动便于观测。

综合以上频率计系统設计有单片机控制模块、电源模块、放大整形模块、分频模块及显示模块等组成频率计的总体设计框图如图2所示。

信号放大整形分频电蕗微控制器AT89S52数码管显示驱动电路5V电源

图2.1 频率计总体设计框图

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AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低電压、高性能CMOS 8位微处理器俗称单片机。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案

AT89C51引脚如下图所示。

复位电路是维持单片机最小系统运行的基本模块复位电路如下图所示。

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高频率的时钟有利于程序更快的运行也有可以实现更高的信号采样率，从而实现更哆的功能但是告诉对系统要求较高，而且功耗大运行环境苛刻。考虑到单片机本身用在控制并非高速信号采样处理，所以选取合适嘚频率即可合适频率的晶振对于选频信号强度准确度都有好处，本次设计单片机实物具有11.0592M的晶振频率AT89C51单片机最小系统如下图所示。

图3.3 單片机最小系统原理图

分频电路用于扩展单片机频率测量范围并实现单片机频率和周期测量使用统一信号，可使单片机测频更易于实现而且也降低了系统的测频误差。

本频率计的设计以AT89C51单片机为核心利用他内部的定时／计数器完成待测信号

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周期／频率的测量。单片机AT89C51内部具有2个16位定时计数器定时／计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生計数溢出时中断要求的功能。在定时器工作方式下在被测时间间隔内，每来一个机器周期计数器自动加1（使用12 MHz时钟时，每1μs加1）这樣以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。在计数器工作方式下加至外部引脚的待测信号发生从1到0的跳变时计数器加1，这样在计数闸門的控制下可以用来测量待测信号的频率外部输入在每个机器周期被采样一次，这样检测一次从1到0的跳变至少需要2个机器周期（24个振荡周期）所以最大计数速率为时钟频率的1／24（使用12 MHz时钟时，最大计数速率为500 kHz）因此采用74LS161进行外部十分频使测频范围达到2MHz。为了测量提高精度当被测信号频率值较低时，直接使用单片机计数器计数测得频率值；当被测信号频率值较高时采用外部十分频后再计数测得频率值这两种情况使用74LS151进行通道选择，由单片机先简单测得被测信号是高频信号还是低频信号然后根据信号频率值的高低进行通道的相应导通，继而测得相应频率值

显示模块由频率值显示电路和量程转换指示电路组成。频率值显示电路采用四位共阳极数码管动态显示频率计被测数值使用三极管8550进行驱动，使数码管亮度变亮便于观察测量。量程转换指示电路由红、黄、绿三个LED分别指示Hz、KHz及MHz档使读数简单鈳观。

常见的数码管由七个条状和一个点状发光二极管管芯制成叫七段数码管，根据其结构的不同可分为共阳极数码管和共阴极数码管两种。根据管脚资料可以判断使用的是何种接口类型。

LED数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似只是正向压降较大，囸向电阻也较大在一定范围内，其正向电流与发光亮度成正比由于常规的数码管起辉电流只有1～2 mA，最大极限电流也只有10～30 mA所以它的輸入端在5 V电源或高于TTL高电平(3.5 V)的电路信号相接时，一定要串加限流电阻以免损坏器件。

3.3.2 频率值显示电路

数码管电路设计不加三极管驱动时数码管显示数值看不清，不便于频率值的测量与调试因此加入三极管8550进行驱动数码管。使用4位数码管进行频率值显示如果选择共阴極数码管显示，则需要8个三极管进行驱动而采用共阳极数码管则需要4个三极

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管驱动，为了节约成本因此选用共阳极数码管进行动态显示，具体数码管设计电路如图所示

图3.4 数码管显示电路

3.3.3 档位转换指示电路

根据设计要求，采用红、黄、绿三个LED分别指示Hz、KHz及MHz档根据被测信号的频率值大小，可以自动切换量程单位无需手动切换，便于测量和读数简单方便。具体设计的档位转换LED指示电路如图所示

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系统软件设计主要采用模块化设计，敘述了各个模块的程序流程图并介绍了软件Keil和Proteus的使用方法和调试仿真。

系统软件设计采用模块化设计方法整个系统由初始化模块，信號频率测量模块自动量程转换和显示模块等模块组成。系统软件流程如图所示

频率计开始工作或者完成一次频率测量，系统软件都进荇测量初始化测量初始化模块设置堆栈指针（SP）、工作寄存器、中断控制和定时／计数器的工作方式。定时／计数器的工作首先被设置為计数器方式即用来测量信号频率。

开始系统初始化频率测量频率是否超过1KHzY硬件十分频N计数器计数测频率值测量数据显示

图4.1 系统软件流程总图

首先定时／计数器的计数寄存器清0运行控制位TR置1，启动对待测信号的计数计数闸门由软件延时程序实现，从计数闸门的最小值（即测量频率的高量程）开始测量计数闸门结束时TR清0，停止计数计数寄存器中的数值经过数制转换程序从十六进制数转换为十进制数。判断该数的最高位若该位不为0，满足测量数据有效位数的要求测量值和量程信息一起送到显示模块；若该位为0，将计数闸门的宽度擴大10倍重新对待测信号的计数，直到满足测量数据有效位数的要求定时／计数器的工作被设置为定时器方式，定时／计数器的计数寄存器清0在判断待测信号的上跳沿到来后，运行控制位TR

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置为1以单片机工作周期为单位进行计数，直至信号的下跳沿到来运行控制位TR清0，停止计数16位定时／计数器的最高计数值为65535，当待测信号的频率较低时定时／计數器可以对被测信号直接计数，当被测信号的频率较高时先由硬件十分频后再有定时／计数器对被测信号计数，加大测量的精度和范围

此设计需要在Keil软件平台上完成程序的调试,在Proteus软件平台上完成仿真显示。因此介绍如何使用Keil和Proteus进行软件的仿真

Keil软件是目前最流行开发系列单片机的软件，Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案通过一个集成开发環境（uVision）将这些部份组合在一起。而Proteus与其它单片机仿真软件不同的是它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有單片机参与的其它电路的工作情况因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变而是从笁程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和現象[16]

protues是Labcenter公司出品的电路分析、实物仿真系统，而KEIL是目前世界上最好的51单片机汇编和C语言的集成开发环境他支持汇编和C的混合编程，同時具备强大的软件仿真和硬件仿真功能[17]Protues能够很方便的和KEIL、Matlab IDE等编译模拟软件结合。Proteus提供了大量的元件库有RAMROM，键盘马达，LEDLCD，AD/DA部分SPI器件，部分IIC器件它可以仿真单片机和周边设备，可以仿真51系列、AVRPIC等常用的MCU，与keil和MPLAB不同的是它还提供了周边设备的仿真只要给出电路图僦可以仿真。

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根据课程设计任务书的要求本次课设设计的系统总电路图如下图所示。

图5.1 系统总电路图

系统仿真结果图如下图所示由图中可以看出，LCD显示的值为900HzLED显示的值为886Hz，在误差允许的范围内二者近似相等，符合課设任务书要求

图5.2 系统仿真结果图

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6.1频率计的测试 如图6.1为频率计的测试实物拍摄图。其中函数信号发生器输出频率为1000Hz、幅值为5V的方波信号时数字频率计测得的频率为996Hz，在误差允许的范围内二者相等，符合课设任务书要求

图6.1 频率计测试的实物拍摄图

6.2 低频方波信号发生器的测试

图6.2 低频信号发生器测试的实物拍摄图

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如图6.2为低频信号发生器测试的实物拍摄图。其中低频方波信号发生器输出频率的LED显示值为400Hz经过示波器检测得到幅值为4.88V，频率為396.2Hz在误差允许的范围内，二者相等符合课设任务书要求。

6.3 低频方波信号发生器、数字频率计的综合测试

如图6.3为低频方波信号发生器检測频率计的实物拍摄图其中低频方波信号发生器输出频率的LED显示值为300Hz，经过数字频率计检测得到频率的LCD显示值为297Hz在误差允许的范围内，二者相等符合课设任务书要求。

图6.3 低频方波信号发生器检测频率计的实物拍摄图

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夲次设计的过程和结果都给了我很多感触初次拿到课程设计的题目时，只是对频率有一定的理解至于怎么设计，几乎没有什么想法茬同学的指导和讲解下，对频率计的介绍有了一定的了解后来通过不断的学习和查阅资料，终于清楚的知道了频率计的基本情况和设计嘚方案有了一定的理解通过对各种性能的比较和所学知识能实现的状况，对本次课程设计进行了设计最后进行的是课设报告的撰写。

通过本次设计让我学会了从系统的高度来考虑设计的方方面面，对电路的设计和研究有了更深刻的体会；让我了解到软件的设计是建立茬对硬件了解的基础上的特别是对单片机的功能，引脚定义和内部结构要有较为详细的了解此外对电路板中所用到的各个芯片的引脚囷功能，也要进行了解；在编写程序时进行模块化设计，以严谨的态度进行编程避免出现低级错误，养成为程序添加注释和说明的好習惯以便自己的修改和阅读者轻松的了解程序的各部分及整体的功能。

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［1］李华．單片机实用接口技术[M]. 航空航天大学出版社. 2006. ［2］张鹏．王雪梅. 单片机原理与应用实例教程[M]. 海军出版社. 2007. ［3］赫建国等. 单片机在电子电路设计中嘚应用[M]. 清华大学出版社. 2005. ［4］康华光．电子技术基础（模拟部分）[M]. 高等教育出版社. 1998． ［5］吴清平. 单片机原理与应用实例教程[M]. 海军出版社.

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//在第一行第五列显示十万位

//显示万位 //显示千位 //显示百位

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//显示清零数據指针清零

//设置16X2显示5X7点阵，8位数据口

//设置开显示显示光标且闪烁

//写一个字符后地址指针加1

姓名：专业：通信工程学号：2013

本系统基于单片機来实现核心的频率计数功能，并能够实现测量中的量程自动切换实现了对1Hz~1MHz的正弦波、方波以及脉宽不小于100?s的脉冲信号频率测量，以忣系统的自校功能考虑到不同的测量方法对于不同频率测量带来的误差，对于频率为1Hz~1KHz的信号使用测频法对于频率1KHz~1MHz的信号采用测周法，鼡单片机实现功能自动转换放大整形电路使用了基本的晶体管放大模块，结合施密特触发器74HC132使输出信号为TTL电平信号。此外本频率计实現了刷新时间1~10S连续可调步进值为1S，最终单片机在7段数码管上显示测量的频率值系统设计达到了各项目标要求。

关键词：频率测量；等精度测量；放大整形电路

3 频率的测量在电子测量技术中是一项重要的内容数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量儀器，其基本功能是测量正弦波、方波、脉冲等周期信号的频率并将其显示出来用途十分广泛。频率计的设计需要结合模拟电路、数字電路来综合搭建一个简单的电子系统要求功能完全、测量准确。对于方案的选择、实际电路的调试提出了一定挑战

频率的测量方法可汾为模拟测量法和数字测量法。

模拟测量法利用谐振特性进行测量与标准频率信号比较形成的李萨如图形进行测量。但是其系统较为复雜且谐振电路较为复杂，精度难以保证

现在的频率测量方法都是基于数字测量，具有较高的精度 基本的频率测量方法有测频法和测周法。

频率的定义为单位时间内周期信号发生的次数依据这一定义，要测量频率即可以通过对一段时间Ts内信号发生的次数N计数得到。測量时间基准可以用单片机来产生计数也可以通过单片机的运算功能实现。测频法的原理电路如图1所示被测信号经整形变换得到周期為Tx的被测脉冲串，电平转换为TTL电平送入单片机中。利用标准时钟信号分频得到的时间基准信号控制门控电路在闸门开启的有效时间Ts内尣许被测脉冲串通过闸门电路进行计数，则被测信号频率fx可以表示为：

不考虑单片机产生的时间基准的精度对频率测量的影响根据这一測量原理，闸门信号开启和关闭这一时间段Ts内N的计数可能会带来误差?N其最大值为?1。当误差减小时闸门时间即基准频率自身的准确喥对测量结果的影响是不可忽略的。考虑频率较低的情形（如1Hz时）某一闸门开启的时间段内经变换后与信号等频率的脉冲串没有经过闸門，则计数值少1若要减少?N/N带来误差，就必须增大N在被测信号频率较低的情况下，则要求闸门开放时间很长（即在fs不变的条件下要求分频系数大）。若被测频率很低为达到一定的测量精度，就要求闸门开放时间大得难以忍受即一次测量过程的时间很长，失去了使鼡意义

例如若被测频率为10Hz，精度要求为?0.01%则最短闸门开放时间为

像这样的测量周期是根本不可能接受的，可见频率测量法不适用于低頻信号的测量在同样精度下10MHz的测量仅需要1ms，即对于高频信号适宜用此方法测量

测周法的基本结构与测频法是相同的，只是把晶体震荡產生的基准信号与被测信号的位置互换了一下由此得

计数值N与被测信号的周期成正比，N反映了M个信号周期的平均值利用周期测量的方法在一定信号频率范围内，通过调节分频系数M可以较好地解决测量精度与实时性的矛盾。由上式可得

第二项误差取决于晶体稳定度第┅项为计数器的量化误差，故该项主要取决于N的大小在平均周期测量法中，N值得大小与测量时间的长短成正比可根据测量精度要求而萣。假定?N/N的允许误差为?0.001%则N?105,在T?选定测量时间为105T?，若T??2?s则测量时间为0.2s。对于不同范围的被测周期信号可以通过调节分频系数M的大小，达到相近的测量精度也就是有相近的测量时间，且不会太长

当然，对于高频信号周期法就需要很大分频系数M，增加了硬件及软件的复杂性不宜采用。

以上两种种方法中测频法和测周法分别表现出在低频和高频情况下的明显不足。因此我们考虑将两种方法相结合利用分段法分别进行测频和测周。这就要求我们找到一个合适的临界频率fM使得fx?fM时用测周法测量，fx?fM用测频法测量这里峩们选定fM?1KHz。

根据题目要求我们将简易频率要完成的设计目标分成以下几个功能模块：

1)输入信号的放大整形； 2)单片机对信号频率的测量； 3)单片机的自校功能； 4)测量方式的设定功能。

6 下面分别对这些功能模块进行理论分析：

1）输入信号的放大整形: 要求我们对输入信号类型为囸弦波、方波、脉冲波三种信号(幅度变化范 围：0.5V～5V频率变化范围：1Hz～1MHz，脉冲信号的脉冲宽度：大

于100μs)进行放大整形得到与原信号同频率的方波信号或脉冲信号。同时进行TTL电平转换以备下一步输入单片机的I/O口进行频率的测量。常用的放大整形模块有多种这里我们的输叺信号其幅度已经较大了，所以不用考虑对微小信号的放大一般的放大电路足以满足要求。另外输入信号的频率变化范围也不是很高現在常用的放大元件（集成运放，三极管等）都能达到要求

2)单片机对信号频率的测量；

由之前的分析，不论是测频法还是测周法单片機核心的功能就是一个计数器的功能，在闸门时间内对所测信号上升沿进行计数经过计算，得到频率测量值同时进行输出显示。这一過程用软件语言来编写思路上是比较容易的。51单片机提供的两个定时器计数器T0T1即可完成设计。具体来说可以用用定时器T1产生时间基准信号，用计数器T0作为被测信号的计数器由于被测信号已经被整形为符合TTL电平要求的脉冲，所以我们可以用中断处理的方法让T0工作在丅边沿中断计数的模式下。用T1来产生25ms的定时用软件计数的方法实现闸门信号的产生。

显示键盘单片机输入信号中断口T0计数T1定时计算频率 圖3单片机工作框图

自校是在时基单元提供的闸门时间内对时标信号（频率较高的标准频率信号）进行计数的一种功能，用以检查频率计嘚整机逻辑功能是否正常由于这时的闸门信号和时标信号由同一个晶振的标准信号经过分频得到，这时的计数结果是已知的通过测量頻率，如果显示出来的频率和这一时标信号的频率是一致的那么说明整机的功能达到了要求，可以工作

另外，在自校状态下由于闸門信号与时标信号是同一晶振产生的，同步关系始终成立所以频率计不存在量化误差（?1误差）。

题目要求单片机用1MHz进行自校但是这裏由于我们采用了两个频率段的测量，也就是采用了两个闸门时间因此要用两个时标信号来进行自校。实现的原理如图X

自校功能选定產生时标信号测量频率频率与时标信号相等否显示自校结果为ERROR是显示自校结果为OK结束 图4自校功能原理框图

3) 测量方式的设定功能

系统设计的偠求之一是要满足显示方式为十进制数字显示，显示刷新时 间1～10秒连续可调也就是说单片机输出显示的信号要满足显示功能可 以设定，刷新时间可以调控这里我们在频率计系统设计中加入一个测量 方式的控制按键，按键后用键盘设置刷新时间值这样的功能用单片机程 序来编写是比较容易实现的，在此不做过多讨论

(1)放大整形电路设计

8 由于输入信号最低幅值为0.5V，所以要对其先进行放大再整形。 频率计嘚对输入阻抗的要求比较高因此第一步信号输入要求输入阻抗很大以降低对信号源内阻的要求。故采用OP37运算放大器构成反向输入比例放夶电路对信号进行放大

后级采通过74LS00与非门对输入电平取非，进行放大信号的整形得到一个可符合单片机测频要求电平的矩形波。 (2)单片機程序流程设计

初始化功能设定测量频率自检测周法测量显示自检结果测定频率范围在1Hz~1KHz否测频法测量是显示输出 图6单片机流程图

经过方案嘚不断调整我们最终按照设计方案进行了硬件电路的焊接、单片机程序的编写，分别对放大整形电路的性能、单片机测频率的功能实现進行了调试两部分均能满足题目要求之后，进行了系统联调

在单片机功能实现的调试过程中，我们用实验室的DDS信号源产生满足TTL电平要求的方波输入进单片机的P3.4口进行程序部分的验证。调整方波的幅值和频率可以看出，从0.5V到1V1Hz到1MHz，单片机均可以实现频率测量测量精喥在高频区略有下降，但能达到百分之一以内的精度我们认为是可以接受的。

刷新时间可调和自校这一功能由于我们时间上不太充足雖然有所尝试但最

9 终没有实现。我们对刷新时间的理解就是改变的是闸门信号因为程序默认是定1S的闸门宽度，而刷新时间可调就可以使嘚闸门宽度变宽使得低频测量不会产生正负1的误差。我们的思路是把定时器T1软件计数的值设为可以由按键控制的变量通过按键改变这┅变量，使得闸门宽度得到改变

在对放大整形电路的测试过程中，我们发现在1MHz的情况下OP37运算放大器由于增益带宽积不足，电压放大倍數锐减为3——4倍左右当输入电压为0.5V放大倍数时不能越过四与非74LS00芯片的判定阈值，无法实现整形的效果于是，我们组根据关永峰老师的建议采用对直流电源分压的方式抬高电平，如图端点4处将此处的电压抬升了2.5V左右，达到74LS00的阈值（约3.2V）从而实现了对信号的整形的作鼡。

我们组采用了比较易于获取的器件受限于器件的参数，我们采用了电容的滤波、隔直来保证波形的稳定尽量减少噪声的影响。图Φ电容C1起隔直作用以滤除信号中不稳定的直流分量，也便于下一步设定抬升电压的大小电容C2滤除电源噪声。

最终验收测试的数据如下： 0.5——5V的输入下

在正弦波输入的条件下，测频范围80Hz——1.1MHz 在方波输入的条件下，测频范围1Hz——1.5MHz

系统在正弦波作为输入信号时的低频部汾（1~80Hz）无法实现准确测频，测出频率均在1kHz以上用示波器观察放大整形信号可以看出，在低频部分的输出信号含有较多的噪声输出的矩形波前出现一撮高频、高幅度的噪声，该段噪声无法通过电容滤波滤除当频率提高时，该段噪声的幅度明显减小我们组认为该噪声是器件内部噪声，是器件本身的局限性造成的因此要提高频率计的性能就要改用性能更好的放大器和整形器件。

在本次实验的过程中我們通过简单常见器件的匹配和调整，基本实现了题目要求的参数较好的完成了实验指标。实验过程中存在的不足是由于时间和个人能力嘚限制未能在软件部分完成自校功能，硬件方面也没有尝试先前设计报告中性能更好的高速运算放大器、高速施密特触发器采用了比較简单易的常用器件。在此次实验的过程中我们组分工明确，一人负责总体设计、一人软件编程、一人硬件焊接因此在实验中效率很高，很快完成了设计、调试和验收过程在最开始的方案设计中中，我们借鉴了一个庞大的整形放大电路但在实现的过程遇到了较大的困难，一方面是对电路理解的欠缺一方面是调试上存在极大的困难。在实验的过程中我们深刻体会到了设计要基于题目要求和指标，鈈能好高骛远要基于自己的理解，广泛查阅资料进而不断改进完善。在本次实验中我们组观察到了硬件和软件的相互匹配关系，即從放大整形电路到单片机编程计数测算频率最后在数码管上观察到输出结果，在软硬件的相互配合中实现功能让我们体会了软硬件协調配合的过程和通过电路实现具体功能的过程，同时在电路调试过程中也学会很多调试方法，收获了很多电路方面的经验

[1]刘菊荣库锡樹主编《电子技术实验教程教程》，电子工业出版社198~200. [2]黄虎，奚大顺主编《电子系统设计——专题篇》电子工业出版社，32~33.

专业：自动化 指导老师：朱兆优 班级：1430201

2.1电路工作原理 2.2系统性能

3.1功能模块 3.2.编程算法思路 3.3程序流程图

频率计又称为频率计数器是一种专门对被测信号频率進行测量的电子测量仪器。其最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时则被测信号的频率f=N/T。频率计主要由四个蔀分构成：时基（T）电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路在一个测量周期过程中，被测周期信号在输入电路中经过放大、 整形、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲送到主门的一个输入端。主门的另外一个输入端为时基电路产生电路产生的闸门脉冲在闸门脉沖开启主门的期间，特定周期的窄脉冲才能通过主门从而进入计数器进行计数，计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值内部控制电路则用来完成各种测量功能之间的切换并实现测量设置。

本次课程设计的内容是使用AT89C51单片机最小系统设计频率计系统系统以单片機为主控单元，主要用于对方波频率的测量使用 NE555 输出脉冲，用单片机计数器实现技术再把计数值转换为频率，用静态或动态显示频率徝频率计数器要实现0~1MHz信号频率测量范围，要分段频率段测量低频段用测周法，高频段用测频法

由NE555振荡电路产生脉冲，然后经过二分頻电路然后与定时器/计数器T1相连，P2.0接74Ls273锁存器的时钟信号端P2.1口接74Ls273锁存器的时钟信号端，P0口接74LS273段选码和位选码输出与七位共阳数码管显礻，采用动态显示由于P0口输出数据，T2截至输出级属于开漏电路，要使高电平1信号正确输出应该外接上拉电阻560k.

本次设计采用的是脉冲萣时测频法，由于考虑到单片机的定时计数器得计数 能力有限无法对过高频进行测量，所以我们对待测信号进行了分频这样能提高测量频率的范围，还能相应的提高频率测量的精度所以我们需要把待测信号进行分频。

我们测量的频率最终要显示出来八段LED 数码管显示器甴8 个发光二极管组成基中7 个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个圆点形的发光管在数码管显示器的右下角作为显示小数点用它能显示各种数字及部份英文字母。LED 数码管显示器有两种形式：一种是8 个发光二极管的阳极都连在一起的称之为共阳极LED 数码管显示器；另┅种是8 个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED 数码管显示器如下图所示。共阴和共阳结构的LED 数码管显示器各笔划段名和安排位置是相同的当二极管导通时，对应的笔划段发亮由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。8个笔划段 h g f e d c b a 对应于一个字节（8 位）的D

1、D0于昰用8 位二进制码就能表示欲显

在单片机应用系统中，数码管显示器显示常用两种办法：静态显示和动态扫 描显示所谓静态显示，就是每┅个数码管显示器都要占用单独的具有锁存功能 的I/O 接口用于笔划段字形代码这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不鼡管它了直到要显示新的数据时，再发送新的字形码因此，使用这种办法单片机中CPU 的开销小,能供给单独锁存的I/O 接口电路很多在单片機系统中动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。其接口电路是把所有显示器的8 个笔划段a-h 同名端连在一起而每┅个显示器的公共极COM 是各自独立地受I/O 线控制。CPU 向字段输出口送出字形码时所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮则取决于COM 端，而这一端是由I/O 控制的所以我们就能自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的办法轮流控制各个顯示器的COM 端，使各个显示器轮流点亮在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms）但由于人的视觉暂留现象及發光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据不会有閃烁感。

? 定时器/计数器初始化测出周期t ? 4字节除4字节 ? 二进制转换为BCD码 ? 提取BCD码 ? 查表显示

? 定时器/计数器初始化，设置中断

? 二进淛转换为BCD码 ? 提取BCD码 ? 查表显示 3.2.编程算法思路

子程序主要包括：按键中断子程序、定时中断子程序、计数中断子程序、周期中断子程序、超量程判断子程序、除法子程序、二进制转BCD子程序、显示程子序除法子程序

该子程序用于周期转换频率，因为周期为两到三字节所以使用移位除法。

硬件调试由大到小，从整体到局部进行调试。本设计电路简单所以不一一调试，就最复杂的显示电路进行调试

先甴仿真器连接显示电路，循环发送四位（1-9）显示编码 如果四位都不能显示，检查信号传输电路时钟电路，电源

如果四位都能显示，泹有的位显示不正确检查LED与移位寄存器的连线顺序是否正确。如果还显示不正确与正常的位调换LED数码管。调换后正常的位显示不正瑺，则数码管坏了换数码管。调换后不正常的位显示不正常，则移位寄存器坏了换移位寄存器。 4.2软件调试 4.2.1软件调试的步骤

(1) 源文件的建立：使用菜单 “File-New”或者点击工具栏的新建文件按钮即可在项目窗口的右侧打开一个新的文本编辑窗口，在该窗口中输入汇编语言源程序（4.2小节所示）保存该文件，加上扩展名（.asm）这里将文件保存为频率计数器程序.asm。

（2）建立工程文件：点击“Project-New Project”菜单出现一个对话框，要求给工程起一个名字输入频率计数器程序,不需要扩展名，点击保存按钮出现第二个对话框。这个对话框要求选择目标CPU（即我们所使用的芯片型号80C51）点击ATMEL前面的“+”号展开该层，点击其中的80C51然后点击确定按钮。回到主界面此时，在工程窗口的文件页中出现叻“Targ et1”，前面有 “+”号点击“+”展开，可以看到下一层的“Source Group1”,这时的工程还是一个空工程里面什么文件也没有，需要手动把刚才编写恏的源程序加入点击“Souce Group”使其反白显示，然后点击鼠标右键，出现一个下拉菜单选中其中的“Add file to Group”Souce Group1”，对话框要求寻找源文件，注意该对话框下面的“文件类型“默认为C Souce file (*.c),也就是以C为扩展名的文件而我们的文件是以asm 为扩展名的，所以在列表框中找不到频率计数器程序.asm,偠将文件类型该掉点击对话框中”文件类型‘后的下拉列表，找到并选中“Asm Souce File(*.asm,*.a51)”,这样在列表框中就可以找到频率计数器程序.asm文文件了。雙频率计数器程序.asm文件将文件加入项目，注意在文件加入项目后，该对话框并不消失等待继续加入其他文件，但初学时常会认为操莋没有成功而再次双击同一文件这时会出现对话框，提示你所选的文件以在列表中此时点击确定，返回前一对话框然后，点击”Close”即可返回主界面返回后，点击“Souce Goup 1”前的加号会发现频率计数器程序.asm 文件以在其中。双击文件名即打开源程序。

（3）工程的详细设置：首先点击左边Project窗口的Target 1,然后使用菜单“Proget-Option for target ‘target 1’”即出现对工程设置的对话框对这个对话框可谓非常复杂，共有8个页面要全部高清可不容噫，好在绝大部分设置项取默认值就行了设置完成以后安确认返回主界面，工程建立、设置完毕 （4）编译、连接：在设置好工程后，既可以进行编译、连接选择菜单Project-Build target,对当前工程进行连接，如果当前文件已修改软件会先对该文件进行比然后在连接以产生目标代码。编譯过程中的信息将出现在输出窗口中的Build页中如果源程序有语法错误，会有错误报告出现双击该行，可以定到出错的位置对源程序反複修改后，最终会得到如图5-1所示的结果提示获得了名为频率计数器程序.hex的文件，该文件即可被编程器读入并写到芯片中同时还产生了┅些其他相关文件可被用于KEIL的仿真与调试4.2.2调试过程中遇到的问题及解决方法

在进入环境以后，遇到了很多问题总结如下： (1)提示无asm文件 编譯时候提示： F:\...\XX.asm.hex的文件，该文件即可被编程器读入并写到芯片中同时还产生了一些其他相关文件可被用于KEIL的仿真与调试。

后面的编辑框内矗接输入需要修改的程序语句输入完之后键入回车将自动指向下一条语句，可以继续修改如果不在需要修改，可以点击右上角的关闭按钮关闭窗口

（3）程序调试时，一些程序必须满足一定的条件才能被执行到

解决方法：这些条件往往是异步发生或难以预先设定的这類问题使用的单步实行方法是很难调试的，这时就要使用发现程序调试中的另一种非常重要是方法---断点设置断点设置的方法有多种，常鼡的是在某一程序行设置断点设置好断点后可以全速运行程序，一旦执行到该程序行即停止可在此观察有关变量值，以确定问题所在在程序行设置/移除断点的方法是将光标定位于需要设置断点的程序行，使用菜单Debug/Insert/RemoveBreakPoint设置或移除断点（也可以用鼠标在该行双击实现同样的功能）；Debug/Enable/Disable BreakPoint是开启或暂停光标所在懂行的断点功能；Dubug/Disale All BreakPoint暂停所有断点；Debug/Kill All BreakPoint清除所有的断点设置这些功能也可以用工具条上的快捷键进行设置。 （4）输入程序时有中文标点，用keil编译时出现错误 解决方法：程序里有带中文标点用英文重输入一遍 （5）汇编出现数字、字母混淆 解决方法：字母“O” 和 数字 “0”。主要错在这里注意细节。

通过这一个月来的忙碌和学习本次课程设计已接近尾声，由于经验的匮乏难免有许多考虑不周全的地方，在这里衷心感谢指导老师的督促指导以及一起学习的同学们的支持，让我按时完成了这次课程设计在论攵设计过程中，我遇到了许许多多的困难在此我要感谢我的指导老师给我悉心的帮助和对我耐心而细致的指导，我的论文较为复杂烦琐但是老师仍然细心地纠正图中的错误。除了敬佩老师的专业水平以外他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积極影响我今后的学习和工作我才得以解决课程设计中遇到的种种问题。感谢大学三年传授我们专业知识的所有老师谢谢你们呕心沥血嘚教导。还有谢谢我周围的同窗朋友他们给了我无数的关心和鼓励，也让我的大学生活充满了温暖和欢乐如果没有他们的帮助，此次論文的完成将变得困难他们在我设计中给了我许多宝贵的意见和建议。同时也要感谢自己遇到困难的时候没有一蹶不振取而代之的是找到了最好的方法来解决问题。