基于-AT89C52单片机的简易频率计设计

单片机系统开发与应用工程实习报告 选题名称: 基于AT89C52单片机的简易频率计设计 系（院）: 专 业: 计） 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师:

学年学期: 2009 ~ 2010 学年 第 2 学期

2010 年 5 月 30 日 摘要： 在电子技术中，频率是一个经常用到的参数之一，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。本项目主要阐述了以AT89C52单片机作为核心器件，采用模块化布局，设计一个简易数字频率计，以达到测量频率并进行显示的目的。本项目利用单片机的部定时器溢出产生中断来实现定时，把

单片机部的定时/计数器0作为定时器，实现2.5ms定时。外部待测脉冲从单片机的TI（第15引脚）输入，以定时/计数器1作为计数器，利用中断方式来达到间接测量的目的。最后采用四位数码管显示。本设计采用C语言进行软件编程，用keil软件进行调试。最后把调试成功后的程序固化到AT89C52单片机中，接到预先焊好的电路板上，接上待测脉冲，通电运行，数码管成功显示待测脉冲频率。

关键词：单片机；频率计；AT89C52 目 录 1 项目综述……………………..……………………………………………………..…………………..1

1．1 设计要求 .................................................................. 1 1．2 系统设计 .................................................................. 1 2 硬件设计………………………………………………………………………………………………..2

2.1 电路原理图 ................................................................. 2 2.2 元件清单 ................................................................... 2 2.3 主要芯片引脚说明 ........................................................... 3 3 软件设计………………………………………………………………………………………………..4

3.1 程序流程图 ................................................................. 4 3.2 软件设计简述 ............................................................... 5 3.3 程序清单 ................................................................... 6 4 系统仿真及调试……………………………...……………...…………………...……………….…10

4.1 硬件调试 .................................................................. 10 4.2 软件调试 .................................................................. 10 5 结果分析…………...…………………………………………………………………………….……10

总结............…………………………………...………….……………………….……...….11 参考文献………………………………………………………………………....………….12 1 项目综述 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，因此频率的测量就显得更为重要。本项目主要阐述了选择AT89C52单片机作为核心器件，采用模块化布局，设计一个简易数字频率计测量频率并进行显示。

1．1 设计要求 基于AT89C52单片机简易频率计的设计要求如下： (1)测量围。幅度：0.5～5V；频率：1Hz~1MHz. (2)测试误差≤0.1%。 (3)用4位数码管显示。当频率变化时，能通过数码管及时看到变化后的信号频率。 1．2 系统设计 1．2．1 框图设计 基于AT89C52单片机简易频率计的电路主要由数码管显示电路、复位电路、晶振电路、电源电路等几部分组成，系统框图如图3.1所示。

图3.1 基于AT89C52单片机简易频率计系统框图 1．2．3 知识点 本项目需要通过学习和查阅资料，掌握和了解如下知识： 1) +5V电源原理及设计。 2) 单片机复位电路工作原理及设计。 3) 单片机晶振电路工作原理及设计。 4) 频率信号发生器的特性及使用。 5) 驱动电路74LS244的特性及使用。 6) AT89C52单片机引脚结构及功能。 7) 单片机C语言程序设计方法。

2 硬件设计 2.1 电路原理图 基于AT89C52单片机简易频率计电路原理图如图2-1所示。

图2-1 基于AT89C52单片机简易频率计电路原理图 2.2 元件清单

基于AT89C52单片机简易频率计元件清单如表2-1所示。 表2-1 基于AT89C52单片机简易频率计元件清单 元件名称 型号 数量/个 用途 单片机 AT89C52 1 控制核心 晶振 12MHz 1 晶振电路 电容 30pF 2 晶振电路 电解电容 10uF/10V 1 复位电路 电阻 10kΏ 1 复位电路 驱动器 74LS244 1 LED驱动 非门 74LS04 1 位选信号 数码管 4位共阴 1 显示电路 按键 1 复位电路 电源 +5V/0.5A 1 提供+5V 2.3 主要芯片引脚说明 2.3.1 AT89C52引脚说明 AT89C52为40脚双列直插封装8位通用微处理器，采用工业标准的C51核，在部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。AT89C52 共有6 个中断向量：两个外中断（INT0 和INT1），3 个定时器中断（定时器0、1、2）和串行口中断。 AT89C52引脚图如下：

图2-2 AT89C52引脚图 主要管脚有： XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口。 RST/Vpd（9脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。 VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。 P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。 P1，P2，P3是一组带有部上拉电阻的8 位双向I/O 口。 2.3.2 74HC244引脚说明 74HC244可以让输入的数据保持比较长的时间，简单输入接口扩展通常使用的典型芯片为74HC244，由该芯片可构成三态数据缓冲器。74HC244 芯片的引脚排列如下图所示：

图2-3 74HC244引脚图 74HC244芯片部共有两个四位三态缓冲器，使用时可分别以1C和2G作为它们

的选通工作信号。当1/OE和2/OE都为低电平时，输出端Y和输入端A状态相同；当1/OE和2/OE都为高电平时，输出呈高阻态。

3 软件设计 本项目利用单片机的部定时器溢出产生中断来实现定时。待测信号由单片机的TI中断来间接测量。定时/计数器0定时2.5ms中断并对中断次数进行计数，当2.5ms中断次数计到40次即0.1s时，查看定时/计数器1上的计得的数值，经过计算得到的待测信号的频率值，放入显示缓冲区，由数码管进行显示。 3.1 程序流程图 主程序流程图如图3-1所示。 图3-1 主程序流程图 3.2 软件设计简述 1）利用单片机的部定时器溢出产生中断来实现定时。 2）待测信号由单片机的TI（第15引脚）中断来间接测量。 3）采用12MHz晶振，机器周期为1us 4）定时/计数器0工作方式：定时方式，工作方式1，每次定时2.5ms。 实现2.5ms定时算法： 1663(2)102.510(63036)1111011000111100DXX

 （3-1）

即TH0=0xf6，TL0=0x3c 5）定时/计数器1工作方式：计数方式，工作方式1。当2.5ms中断次数计到40次即0.1s时，查看定时/计数器1上的计得的数值 。

6）通过公式：0.2540

计数值脉冲频率 （3-2）

可以计算出脉冲频率。 最后的数据以KHz单位，采用四舍五入的方法保留一位小数。 7）显示采用四位共阴LED数码管，用单片机P0口的8位控制数码管的8段二极管的明暗。用P2口的P2.0~P2.3作为4位数码管的选通信号，采用从低到高逐位扫描的方法。

3.3 程序清单 基于AT89C52单片机简易频率计程序清单如下： #include bit timeint0,timeint1; unsigned char dispbuf[4]; unsigned int period; unsigned int timecount=0; unsigned int count_1s; unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}; //7段数码管代码表

HEX_TO_BCD(unsigned int n) //十六进制数转BCD码子程序， //将BCD码送至显示缓存数组 { unsigned char i; //当显示的频率超出围，显示EEEE报错 if (n>9361) for(i=0;i<4;i++) dispbuf[i]=0x0e; else { dispbuf[3]=n/1000; //取出千位字节 dispbuf[2]=(n/100)%10; //取出百位字节