十六位数字频率计数器毕业设计
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基于单片机的数字频率计设计(创新的自动选当功能)基于单片机的数字频率计设计摘要:一个基于单片机的数字频率计设计,系统硬件主要包括整形电路(由74LS00斯密特触发器组成),分频器74LS161、多路选择器74LS151、与非门74LS00组成的分频模块,控制电路(由AT89C52单片机组成),LED数码管和显示电路。
能根据输入信号自动切换量程,可以测量方波、三角波及正弦波等多种波,结构简单,操作方便,价格低廉,适用于日常生活和生产、计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域。
关键词:单片机;数字频率计;定时器;计数;测量;AT89C52Design of digital frequency meter based on singl e chipmicrocomputerAbstract:The hardware system includes shaping circuit (consisting of 74LS00 Schmitt trigger), frequency module frequency divider 74LS161, 74LS151, 74LS00 MUX NAND gate, control circuit (composed of AT89C52 single chip computer), LED digital tube and display circuit. The software includes control of the main program and interrupt service subroutine, digital transformation procedures and display program. According to the input signal automatic switching range, can be measured in square wave, triangular wave and sine wave, wave, simple structure, convenient operation, low price, suitable for daily life and production, computer, communications equipment, audio video and other fields of scientific research and production.Keywords:single chip microcomputer; digital frequency meter; timer; counter; measurement; 89C52目录第1章引言 (1)1.1 数字频率计的发展和意义 (1)1.2 数字频率国内外的发展形势 (1)1.3 本章小结 (2)第2章系统总体设计 (4)2.1 系统设计要求 (4)2.2 测频方法 (4)2.3 系统设计思路 (5)2.4 系统设计框图 (5)2.5 本章小结 (6)第3章系统硬件设计 (7)3.1 单片机模块设计 (7)3.1.1 AT89C52介绍 (7)3.1.2 单片机引脚分配 (8)3.1.3 复位电路 (8)3.1.4 定时/计数器 (9)3.2 电源模块设计 (10)3.2.1 电源变压器 (11)3.2.2 整流电路 (11)3.2.3 滤波电路 (12)3.2.4 稳压电路 (12)3.2.5 电源模块原理图 (12)3.3 放大整形模块设计 (13)3.3.1 与非门74LS00 (13)3.3.2 放大整形模块原理图 (14)3.4 分频模块设计 (15)3.4.1 分频器74LS161芯片 (15)3.4.2 多路选择器74LS151芯片 (16)3.4.3 分频模块原理图 (16)3.5 显示电路设计 (17)3.5.1 频率数值显示电路 (18)3.5.2 频率数值单位显示电路 (18)3.6 整机电路流程 (19)3.7 本章小结 (19)第4章系统软件设计 (20)4.1 系统流程图 (21)4.2 初始化 (22)4.3 频率测量模块和量程自动切换模块设计 (22)4.4 显示模块设计 (25)4.5 延时模块设计 (27)4.6 本章小结 (28)第5章系统仿真及数据分析 (29)5.1 电源模块仿真 (29)5.2 放大整形电路仿真 (29)5.2.1 仿真软件MULTISIM 10.0仿真整形电路 (29)5.2.2 仿真放大整形电路 (30)5.3 频率计仿真 (32)5.3.1 使用KEIL软件编程 (32)5.3.2 使用软件Proteus仿真频率计 (32)5.4 本章小结 (38)第六章、结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录1 原理图 (42)附录2 Pcb电路图 (43)附录3 元件清单 (44)附录4 程序源代码 (45)附录5 仿真效果图 (53)第1章引言1.1 数字频率计的发展和意义随着电子信息技术的飞速发展,各种离散的电子元器件及其相关的功能单位。
目录1频率计的概要和发展动态 (1)2 单片机介绍 (1)2.1单片机的简介和发展 (1)2.2 AT89C51的原理 (2)2.2.1主要特性 (3)2.2.2管脚说明 (3)2.2.3振荡器特性 (4)2.2.4芯片擦除 (4)3 仿真软件protuse的介绍 (5)4系统模块设计 (6)5硬件部分 (6)5.1整形电路 (6)5.2控制电路 (7)5.3显示电路 (8)5.3.1 LCD1602引脚 (8)5.3.2 LCD1602的指令介绍 (8)5.4总体电路图 (9)6仿真结果 (11)6.1仿真结果 (11)6.2结果分析 (11)7 结论 (11)8参考文献 (12)附录 (12)1 keil C51软件介绍 (12)2 程序流程图 (13)3系统源程序 (14)1频率计的概要和发展动态在电子技术中,频率作为基本的参数之一,它与许多电参量的测量方案、测量结果密切相关,因此,频率的测量十分的重要。
在许多情况下,要对信号的频率进行精确测量,就要用到数字频率计。
数字频率计作为一种基础测量仪器,它被用来测量信号(方波、正弦波、锯齿波等)频率,并且用十进制显示测量结果。
它具有测量精度高、测量省时、使用方便等特点。
随着微电子技术和计算机技术的不断发展,单片机被广泛应用到大规模集成电路中,使得设计具有很高的性价比和可靠性。
所以,以单片机为核心的简易数字频率计设计,改善了传统的频率计的不足,充分体现了新一代数字频率计的优越性。
2 单片机介绍2.1单片机的简介和发展单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。
通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和IO接口电路等。
因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展,正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强IO功能及较好的结构兼容性方向发展。
课程设计数字频率计数器的设计摘要在电子电路试验中,经常要对信号〔方波、正弦波和其他脉冲信号〕的频率进展检测,本课题应用所学的知识设计了一个简答的数字频率计数器,可对一般实验所用信号进展检测,并可将其测量结果显示出来本文粗略讲述了我如何通过课题设计将所学的理论知识应用到解决实际的问题当中的过程。
讲述了数字频率计的工作原理以及其各个组成局部,主要包括:时基信号发生电路,整形放大电路,锁存电路,计数电路。
时基信号发生器产生脉冲宽度为1s的脉冲信号,经整形后输入到主控门,只有在被测信号是高电平时,主控门翻开,计数器进展计数,显示器进展显示,在计数器停顿计数以后,通过时序控制电路输出一个负脉冲锁存信号,将计数值打入并锁存,随后再产生一个负脉冲回零信号,控制所有的计数器回零,为下一次主控门开启计数做好准备。
关键词:时基信号发生器;整形放大电路;主控门;锁存;1.绪论1.1 设计课题的目的(1)会运用电子技术课程所学到的理论知识,独立完成设计课题。
(2)学会将单元电路组成系统电路的方法。
(3)熟悉中规模集成电路和半导体显示器件的使用方法。
(4)通过查阅手册和文献资料,培养独立分析和解决实际问题的能力。
培养严肃认真工作作风和严谨的科学开展。
(5)进一步培养学生对数字电路的综合应用能力和设计能力。
1.2 应解决的问题要求设计一个简易的数字频率计,其信号是给定的脉冲信号,是比拟稳定的。
〔1〕测量信号:方波;〔2〕测量频率围: 1Hz~999Hz ; 1~10KHz;〔3〕显示方式: 3位数码管显示;〔4〕时基电路由555 定时器及分频器组成, 555 振荡器产生脉冲信号,经分频器分频产生的时基信号,其脉冲宽度分别为: 1s, 0.1s;1.4 课程设计的指导思想〔1〕设计可控的计数器、存放器、及显示电路;〔2〕用555产生定时时基信号;〔3〕用函数信号发生器产生待测信号;〔4〕计数完毕时对数码管清零。
2.方案选择2.1 设计原理方案选择数字频率计由四局部组成:时基电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、显示电路。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 模可变16位加法计数器设计初始条件:可用仪器: PC机(Quartus II软件)硬件:EDA-IV型实验箱。
要求完成的主要任务:(1)设计任务设计可变16位加法计数器,可通过3个选择位M2、M1、M0实现最多8种不同模式的计数方式,例如可构成5、10、16、46、100、128、200、256进制,共8种计数模式。
(2)时间安排:2012.12.17 课程设计任务布置、选题、查阅资料2012.12.18-21 设计,软件编程、仿真和调试2012.12.22 2012.12.23 实验室检查仿真结果,验证设计的可行性和正确性,熟悉实验平台和试验箱2012.12.24-26 设计的硬件调试2012.12.27-28 机房检查设计成果,现场演示硬件实物,提交设计说明书及答辩指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要.................................... 错误!未定义书签。
Abstract (II)1 计数器的工作原理 (1)2 设计原理 (3)2.1 整体设计原理 (3)2.2 单元模块的设计 (4)2.2.1 计数模块的设计 (4)2.2.2显示模块的设计 (5)2.2.3分频模块的设计 (5)2.2.4 顶层模块的设计 (5)3 单元模块元件原理图 (6)4 电路系统的功能仿真 (8)5 硬件调试 (10)6 个人小结 (12)参考文献 (13)附录 (14)摘要计数器的种类按照计数器中的触发器是否同时翻转分类,可将计数器分为同步计数器和异步计数器两种,如果按照计数过程中数字增减分类,又可将计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器,随时钟信号不断增加的为加法计数器,不断减少的为减法计数器,可增可减的叫做可逆计数器。
计数器不仅能用于对时钟脉冲计数,还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。
本科毕业设计/论文题目:数字频率计学院:姓名:学号:专业:年级:指导教师:中国大学毕业设计之频率计数字显示频率计电路设计制作摘要:在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、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。
为了实现智能化的计数测频,实现一个宽领域、高精度的频率计,一种有效的方法是将单片机用于频率计的设计当中。
本课题介绍以51单片机作为核心器件,另外还包括信号输入、信号放大、信号选择、时钟提供、数据显示等功能模块的数字频率计的设计方法。
频率计的硬件电路是用Protel绘图软件绘制而成,软件部分的单片机控制程序,是用汇编语言编写而成。
由于本设计采用了模块化的设计方法,提高了测量频率的范围。
关键词:测量;频率计;单片机;汇编中国大学毕业设计之频率计Design of a digital frequency meter based on SCMAbstract:Among electronic technology, frequency is one of the most basic parameters, and result of measuring have a very close relation to a lot of electric parameters, so the measurement of frequency seems even more important.In order to realize the counting of intellectuality examines frequently, realize a wide-range, high-accuracy cymometer, an effective method is to use one-chip computer for the design of the cymometer.This subject recommends regarding 51 Single-Chip computer as the key device, include signal input, signal amplify, signal choose, clock offer, data person who reveal function digital design method of cymometer of module still in addition.The hardware circuit of the cymometer is drawing with Protel mapping software, the one-chip computer control procedure of the software part, wrote the assembler language.Because originally design the design method to adopt module, improve the range of measuring frequency.Key words: Measurement, Cymometer, Single-Chip computer, Compilation中国大学毕业设计之频率计目录第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 课题的目的意义 (1)1.3 国内外研究状况 (2)1.4 频率计的技术要求 (4)1.5 制作数字频率计的步骤 (4)第2章方案提出与论证 (6)2.1 频率测量原理 (6)2.2 频率测量方法概述 (6)2.3 可用方案介绍 (8)2.4 确定方案 (8)第3章系统硬件设计 (10)3.1 系统硬件总述 (10)3.2 信号输入电路 (11)3.2.1 信号输入1通道电路 (12)3.2.2 信号输入2通道电路 (14)3.3 开关电路 (15)3.4 计数电路 (15)3.5 AT89C51介绍 (17)3.6 数字频率计显示电路 (18)3.7 时钟控制电路 (21)3.8 电源电路 (22)第4章系统软件设计 (24)4.1 系统软件总述 (24)4.2 显示器初始化 (26)4.3 计数子程序 (27)4.4 数制转换子程序 (29)中国大学毕业设计之频率计4.5 显示子程序 (32)第5章硬件电路制作与调试 (35)5.1 硬件电路制作 (35)5.1.1 PCB制作 (35)5.1.2 元间焊接 (35)5.2 电路调试 (35)5.3 调试心得体会 (35)结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录1:电路图 (39)附录2:PCB图 (40)附录3:频率计总程序 (41)附录4:硬件电路实物图 (51)中国大学毕业设计之频率计第1章绪论1.1 概述在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。
毕业设计(论文)任务书课题名称:数字频率计的设计学院(系部):机电工程系专业:电子信息工程三班学生姓名:学号:__月__日至__月__日共__周指导老师(签字)_______教学院长(签字)_______目录摘要综述第一章引言1.1课题的目的及意义1.2国内外发展现状及研究概况1.3设计的主要技术指标与参数1.4设计的主要内容第三章单元电路设计1.数字频率计原理2.数字频率计的基本原理框图3.数字频率计的基本原理4.数字频率计的设计电路5.放大整形电路6.石英晶体振荡器和分频器7.计数译码显示电路8.控制电路9.数字频率计的电路图10.课程设计的总结与展望1.1课题的目的及意义数字频率计是用数字显示检测先好频率的仪器,是一些科研生产领域不可缺少的脉显仪器,被测信号可以是正弦波,方波,三角波或其他周期性变化的信号,经过改装,可以测量脉冲宽度,精密数字式脉款测量仪,可以测量电容。
如配以适当的传感器,可以对多种物理量进行测试,比如机械振动的脉冲,转速,声音的频率以及产品的计时等等。
因此,数字频率计作为一种基础测量仪器到目前已有30多年的发展史,并且在工业测量中有广泛的应用。
本次设计的四位数显频率计是在基础理论和专业基础上,用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。
通过对其的设计,使我巩固了所学的本专业基础理论、专业知识和基本技能,增强了综合运用所学知识与技术独立分析问题解决问题的能力;对频率计的工作原理、电子仪器的常用设计方法等有比较深入的了解;进而掌握应用计算机进行电子线路设计的基本思想和方法。
1.2国内外发展现状及研究概况当今社会,随着科技的进步,电子技术得到了飞速的发展与应用,数字系统的设计也有了很大的进步,如今运行速度快,在功能更加强大的基础上更加便于使用携带成了发展的方向。
60年代以来,在半导体器件和计算机技术发展的基础上,结合电测技术创造了完全新的数字式仪表。
它在测试方法,原理,仪器结构和操作方法上完全与前面所讲的模式式仪表不同,产生了新型智能化仪表,它具有程序控制,信息存储数据处理和自动检修功能,使数字仪表向高准确度,多功能,高可靠性和低价格方面大大前进了一步。
摘要数字频率计是一种基本的测量仪器。
它被广泛应用与航天、电子、测控等领域。
它的基本测量原理是,首先让被测信号与标准信号一起通过一个闸门,然后用计数器计数信号脉冲的个数,把标准时间内的计数的结果,用锁存器锁存起来,最后用显示译码器,把锁存的结果用LED数码显示管显示出来。
根据数字频率计的基本原理,本文设计方案的基本思想是分为五个模块来实现其功能,即整个数字频率计系统分为分频模块、防抖电路、计数模块、锁存器模块和显示模块等几个单元,并且分别用VHDL对其进行编程,实现了闸门控制信号、计数电路、锁存电路、位选电路、段选电路、显示电路等。
而且,本设计方案还要求,被测输入信号的频率范围自动切换量程,控制小数点显示位置,并以十进制形式显示。
本文详细论述了利用VHDL硬件描述语言设计,并在EDA(电子设计自动化)工具的帮助下,用大规模可编程器件(CPLD)实现数字频率计的设计原理及相关程序。
:特点是:无论底层还是顶层文件均用VHDL(硬件语言)语言编写,避免了用电路图设计时所引起的毛刺现象;改变了以往数字电路小规模多器件组合的设计方法。
整个频率计设计在一块CPLD芯片上,与用其他方法做成的频率计相比,体积更小,性能更可靠。
该设计方案对其中部分元件进行编程,实现了闸门控制信号、多路选择电路、计数电路、位选电路、段选电路等。
频率计的测频范围:10KHz~9.9MHz。
该设计方案通过了Max+plusⅡ软件仿真、硬件调试和软硬件综合测试。
关键字:数字频率计;电子设计自动化; 大规模可编程器件;硬件描述语言AbstractThe digital cymometer is a kind of basic measuring instrument. It is widely used in such fields as the spaceflight , electron , observing and controlling ,etc.. Basic measurement of it principle, is it examine signal adopt the gate together with standard signal to let at first, the number of the signal pulse that then count through the counter , latch with the latch the result of counting within standard time, use decipher display finally, number show is it is it come out to show to in charge of with LED result that latch. According to digital basic principle of cymometer, basic thought, this text of design plan to divide into five pieces of module realize his function, namely whole digital cymometer system divide into frequency division module , is it tremble circuit , count module , latch module and show such several units as module ,etc. to defend, carry on programming with VHDL to it separately , realize gate control signal , count circuit , location select circuit , section select circuit , show the circuit ,etc.. And, this design plan also requires , are examined the switching over amount automatically of frequency range of the input signal Cheng, control the decimal point and show the position, and show in the form of the decimal system..This article discusses digital cymometer design principles and procedure by using VHDL haraware descriptive programming.EDA tools and on the basis of grand scale programmable logic device CPLD.The main point of this article is that both bottom’s and top’s documents are written by VHDL programming,which avoids “rough phenomenon”,a phenomenon caused by usuing electric circuit picture style design.This software procedure is different from traditional digital circuit design at small scale and composed of many devices.Intead,the whole cymometer is designed on a CPLD and is composed of a decimal system pared with other cymometer ,it is small in volume and reliable function.The onechip includes strobe control circuit,count circuit,multi-choice circuit,bit-choice circuit,segment-choice circuit which are designed VHDL.The frequency is designed from 10KHz to 9.9MHz.The whole system passes the debugging in Max+plusⅡsoftware simulation,software and hardware parts.Key word s: digital cymometer; EDA;CPLD目录第一章绪论………………………………………………………………第二章CPLD简介……………………………………………………….2.1 CPLD器件的基本结构……………………………………………2.2典型CPLD器件简述………………………………………………2.3 CPLD的编程工艺…………………………………………………. 2.4新技术的应用………………………………………………………. 第三章MAX+PLUSⅡ软件的应用…………………………………….3.1 MAX+PLUSⅡ的概述……………………………………………3.2 MAX+PLUSⅡ的功能简介………………………………………. 3.3 MAX+PLUSⅡ的应用…………………………………………第四章直流开关稳压电源的保护技术4.1引言…………………………………………………………….4.2极性保护……………………………………………………………. 4.3程序保护……………………………………………………………. 4.4过电流保护…………………………………………………………….4.5过电压保护…………………………………………………………….4.6欠电压保护…………………………………………………………….4.7过热保护……………………………………………………………. 4.8结束语…………………………………………………………….第五章数字频率计的设计原理………………………………………5.1 数字频率计的基本组成…………………………………………..5.2 数字频率计的分类………………………………………………..5.3 数字频率计的计数指标…………….……………………………5.4数字频率计的基本工作原理…………………………………….. 5.5 数字频率计技术指标及误差分析……………………………….. 第六章数字频率计的设计………………………………………………6.1 数字频率计设计任务及要求……………………………………6.2 设计实现…………………………………………………………6.3 功能模块设计……………………………………………………6.4 下面分别介绍各模块基于VHDL的设计方法………………6.5 顶层文件的编写……………………………………………………6.6 程序说明……………………………………………………………6.7系统仿真…………………………………………………………….6.8下载验证………………………………………………………………结束语…………………………………………………………...致谢参考文献第1章绪论CPLD是一种新兴的高密度大规模可编程逻辑器件,它具有门阵列的高密度和PLD器件的灵活性和易用性,目前已成为一类主要的可编程器件。
数字频率计的设计摘要:本论文是一种直接用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波的频率,而且还可以测量其它各种单位时间内变化的物理量的频率。
该频率计是首先将被测信号变成脉冲信号,其重复频率等于被测频率。
时钟电路提供标准的时间脉冲信号。
闸门电路由标准秒信号进行控制,当闸门信号为高电平时,闸门开通,被测信号的脉冲通过闸门送入计数显示电路进行显示;当闸门信号为低电平时,闸门关断,计数器没有时钟脉冲输出,计数器停止计数。
关键词:频率显示闸门秒信号引言随着无线电技术的发展与普及,“频率”已成为广大群众所熟悉的物理量。
调节收音机上的频率刻度盘可以使我们选听到自己所喜欢的电台节目;调节电视机上的微调旋钮可使电视机对准电视台的广播频率,获得图像清晰的收看效果,这些已成为人们的生活常识。
人们在日常生活、工作中更离不开计时。
学校何时上、下课?工厂几时上、下班等这些都涉及到计时。
频率、时间的应用,在当代高科技中显得尤为重要。
例如,邮电通讯,大地测量,地震预报等等,都与频率、时间密切相关,只是其精密度和准确度比人们日常生活中的要求高得多罢了。
本次设计主要采用计数法制成一个测量范围在0~9999Hz的频率计。
该频率计闸门信号的采样时间为1s,并采用4位数码管显示。
它不仅可以测量正弦波、方波、三角波的频率,而且还可以测量其它各种单位时间内变化的物理量的频率。
一、数字频率计的组成数字频率计电路主要由串联型稳压电源、整形电路、10分频电路、时钟电路、闸门形成及控制电路、计数显示电路等组成。
电路组成框图1-1如下:待测信号整形电路10分频电路闸门形成及控制电路串联型稳压电源时钟电路计数显示电路电路组成框图1-1二、设计所用集成电路简介1.集成电路NE555概述NE555是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路,它常应用于信号的产生与变化、电路的检测与控制。
芯片采用双列直插式封装,有八个管脚。
NE555引脚图2-1和功能如下图2-1引出端功能符号:TR: 置位控置制端,也称电平触发端RD: 复位端,低电平有效Q: 电路的输出端CO: 电压控制端TH: 复位控制端DIS: 放电端Vcc: 电源端GND: 接地脚2.集成电路CD4518概述集成电路CD4518是一个双BCD码加法计数器。
西安航空职业技术学院毕业设计(论文)论文题目:16×16点阵LED电子显示屏的设计所属系部:指导老师:职称:学生姓名:班级、学号:专业:西安航空职业技术学院制2012年 12月 15日西安航空职业技术学院毕业设计(论文)任务书题目:16×16点阵LED电子显示屏的设计任务与要求:利用AT89C51单片机控制整个电路,设计16×16点阵LED电子显示屏,在目测条件下16×16点阵LED显示屏各点亮度均匀、充足,可以显示文字。
文字应稳定,清晰无串扰。
时间 2012 年 10 月 15 日至 2012 年 12 月 15 日共 8 周所属系部:电子工程系学生姓名:学号:专业:指导单位或教研室:指导教师:职称:西安航空职业技术学院制2012年 12 月 15日毕业设计(论文)进度计划表本表作评定学生平时成绩的依据之一。
16×16点阵LED电子显示屏【摘要】本设计是一16×16点阵LED电子显示屏的设计。
单片机控制系统程序采用单片机汇编语言进行编辑,通过编程控制各显示点对应LED阳极和阴极端的电平,就可以有效的控制各显示点的亮灭。
LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点在车站、证券所、运动场馆、交通干道及各种室内/外显示场合的信息发布,公益宣传,环境参数实时,重大活动倒计时等等得到广泛的应用。
经实践证明,该系统显示误差小,性能稳定,结构合理,扩展能力强。
关键词:AT89C51单片机; LED;点阵显示;动态显示;汇编语言。
【Abstract】This design is a 16 ×16 lattice LED electron display monitor design. SCM process control system used for editing MCU assembly language, Programming control points indicated by the corresponding LED anode and overcast extreme level. We can effectively control the defense showed bright spots. LED display with fabric means flexibility, stability, low power consumption, long life, mature technology, low-cost features at the station, securities, sports venues, transportation corridors and various indoor / dissemination of information on foreign shows occasions, good publicity, real-time environmental parameters, etc. countdown major activities are widely used.As the practice proves, the system possesses advantages in low shows errors, stable, rational structure and strong extensible abilities.Key words: AT89C51 Micro Controller Unit;LED;Lattice display;Dynamic display; Assembly language.目录1引言 (7)1.1研究背景 (7)2系统整体设计方案 (9)2.1 需要实现的功能 (9)2.2 LED显示特点 (9)2.3 设计方案论证 (10)2.3.1显示模式方案 (10)2.3.2数据传输方案 (11)3系统硬件部分设计 (13)3.1单片机系统及外围电路 (13)3.1.1单片机的选择 (13)3.1.2 AT89C51单片机的主要特性 (14)3.1.3 引脚功能及管脚电压 (14)3.2列驱动电路 (16)3.3 行驱动电路 (18)3.3.1行驱动芯片74HC154 介绍 (18)3.3.2 行驱动电路 (20)3.4 LED显示屏电路 (21)4系统软件部分设计 (23)4.1 系统主程序 (23)4.2 显示驱动程序 (24)5调试及性能分析 (26)5.1软件调试 (26)5.2 性能分析 (26)结束语 (28)参考文献 (29)附录一 (30)附录二 (31)1引言单片机自20世纪70年代问世以来,以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。
摘要数字频率计是一种基本的测量仪器。
它被广泛应用与航天、电子、测控等领域。
它的基本测量原理是,首先让被测信号与标准信号一起通过一个闸门,然后用计数器计数信号脉冲的个数,把标准时间内的计数的结果,用锁存器锁存起来,最后用显示译码器,把锁存的结果用LED数码显示管显示出来。
根据数字频率计的基本原理,本文设计方案的基本思想是分为五个模块来实现其功能,即整个数字频率计系统分为分频模块、防抖电路、计数模块、锁存器模块和显示模块等几个单元,并且分别用VHDL对其进行编程,实现了闸门控制信号、计数电路、锁存电路、位选电路、段选电路、显示电路等。
而且,本设计方案还要求,被测输入信号的频率范围自动切换量程,控制小数点显示位置,并以十进制形式显示。
本文详细论述了利用VHDL硬件描述语言设计,并在EDA(电子设计自动化)工具的帮助下,用大规模可编程器件(CPLD)实现数字频率计的设计原理及相关程序。
:特点是:无论底层还是顶层文件均用VHDL(硬件语言)语言编写,避免了用电路图设计时所引起的毛刺现象;改变了以往数字电路小规模多器件组合的设计方法。
整个频率计设计在一块CPLD芯片上,与用其他方法做成的频率计相比,体积更小,性能更可靠。
该设计方案对其中部分元件进行编程,实现了闸门控制信号、多路选择电路、计数电路、位选电路、段选电路等。
频率计的测频范围:10KHz~9.9MHz。
该设计方案通过了Max+plusⅡ软件仿真、硬件调试和软硬件综合测试。
关键字:数字频率计;电子设计自动化; 大规模可编程器件;硬件描述语言AbstractThe digital cymometer is a kind of basic measuring instrument. It is widely used in such fields as the spaceflight , electron , observing and controlling ,etc.. Basic measurement of it principle, is it examine signal adopt the gate together with standard signal to let at first, the number of the signal pulse that then count through the counter , latch with the latch the result of counting within standard time, use decipher display finally, number show is it is it come out to show to in charge of with LED result that latch. According to digital basic principle of cymometer, basic thought, this text of design plan to divide into five pieces of module realize his function, namely whole digital cymometer system divide into frequency division module , is it tremble circuit , count module , latch module and show such several units as module ,etc. to defend, carry on programming with VHDL to it separately , realize gate control signal , count circuit , location select circuit , section select circuit , show the circuit ,etc.. And, this design plan also requires , are examined the switching over amount automatically of frequency range of the input signal Cheng, control the decimal point and show the position, and show in the form of the decimal system..This article discusses digital cymometer design principles and procedure by using VHDL haraware descriptive programming.EDA tools and on the basis of grand scale programmable logic device CPLD.The main point of this article is that both bottom’s and top’s documents are written by VHDL programming,which avoids “rough phenomenon”,a phenomenon caused by usuing electric circuit picture style design.This software procedure is different from traditional digital circuit design at small scale and composed of many devices.Intead,the whole cymometer is designed on a CPLD and is composed of a decimal system pared with other cymometer ,it is small in volume and reliable function.The onechip includes strobe control circuit,count circuit,multi-choice circuit,bit-choice circuit,segment-choice circuit which are designed VHDL.The frequency is designed from 10KHz to 9.9MHz.The whole system passes the debugging in Max+plusⅡsoftware simulation,software and hardware parts.Key word s: digital cymometer; EDA;CPLD目录第一章绪论………………………………………………………………第二章CPLD简介……………………………………………………….2.1 CPLD器件的基本结构……………………………………………2.2典型CPLD器件简述………………………………………………2.3 CPLD的编程工艺…………………………………………………. 2.4新技术的应用………………………………………………………. 第三章MAX+PLUSⅡ软件的应用…………………………………….3.1 MAX+PLUSⅡ的概述……………………………………………3.2 MAX+PLUSⅡ的功能简介………………………………………. 3.3 MAX+PLUSⅡ的应用…………………………………………第四章直流开关稳压电源的保护技术4.1引言…………………………………………………………….4.2极性保护……………………………………………………………. 4.3程序保护……………………………………………………………. 4.4过电流保护…………………………………………………………….4.5过电压保护…………………………………………………………….4.6欠电压保护…………………………………………………………….4.7过热保护……………………………………………………………. 4.8结束语…………………………………………………………….第五章数字频率计的设计原理………………………………………5.1 数字频率计的基本组成…………………………………………..5.2 数字频率计的分类………………………………………………..5.3 数字频率计的计数指标…………….……………………………5.4数字频率计的基本工作原理…………………………………….. 5.5 数字频率计技术指标及误差分析……………………………….. 第六章数字频率计的设计………………………………………………6.1 数字频率计设计任务及要求……………………………………6.2 设计实现…………………………………………………………6.3 功能模块设计……………………………………………………6.4 下面分别介绍各模块基于VHDL的设计方法………………6.5 顶层文件的编写……………………………………………………6.6 程序说明……………………………………………………………6.7系统仿真…………………………………………………………….6.8下载验证………………………………………………………………结束语…………………………………………………………...致谢参考文献第1章绪论CPLD是一种新兴的高密度大规模可编程逻辑器件,它具有门阵列的高密度和PLD器件的灵活性和易用性,目前已成为一类主要的可编程器件。
可编程器件的最大特点是可通过软件编程对其器件的结构和工作方式进行重构,能随时进行设计调整而满足产品升级。
使得硬件的设计可以如软件设计一样方便快捷,从而改变了传统数字系统及用单片机构成的数字系统的设计方法、设计过程及设计概念,使电子设计的技术操作和系统构成在整体上发生了质的飞跃。
采用CPLD可编程器件,可利用计算机软件的方式对目标期进行设计,而以硬件的形式实现。
既定的系统功能,在设计过程中,可根据需要随时改变器件的内部逻辑功能和管脚的信号方式,借助于大规模集成的CPLD和高效的设计软件,用户不仅可通过直接对芯片结构的设计实现多种数字逻辑系统功能,而且由于管脚定义的灵活性,大大减轻了电路图设计和电路板设计的工作量及难度,同时,这种基于可编程芯片的数量,缩小了系统的体积,提高了系统的可靠性。