片内无ROM/EPROM的单片机，其最小应用系统除了外部配置晶振，复位电路，电源外，还应外接EPROM或EEPROM作为程序存储器用.<2）最小功耗应用系统是指为了保证正常运行，系统的功耗最小.<3）典型应用系统是指单片机要完成工业测控功能所必须的硬件结构系统。dvzfvkwMI1 虽然目前单片机的品种很多，但其中最具代表性的当属Intel公司的MCS-51单片机系列。MCS-51系列的典型芯片是80C51。为此，众多的厂商都介入了以80C51为代表的8位单片机的发展，如Philips、Siemens 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、安装、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。6ewMyirQFL 本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602A LCD显示器动态显示6位数。测量范围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1us,10us,100us,1ms。用单片机实现自动测量功能。kavU42VRUs 基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。y6v3ALoS89 <四）基本设计原理 基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。M2ub6vSTnP 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化次数N，则其频率可表示为f=N/T。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。时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为1s，则门控电路的输出信号持续时间亦准确地等于1s。闸门电路由标准秒信号进行控制，当秒信号来到时，闸门开通，被 2 / 26 测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。秒信号结束时闸门关闭，计数器停止计数。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。 0YujCfmUCw 二、 硬件系统设计 <一）系统硬件的构成 本频率计的数据采集系统主要元器件是单片机AT89C51，由它完成对待测信号频率的计数和结果显示等功能，外部还要有分频器、显示器等器件。可分为以下几个模块：放大整形模块、秒脉冲产生模块、换档模拟转换模块、单片机系统、LCD显示模块。各模块关系图如图2-1所示：eUts8ZQVRd 显示倍频锁相单片机放大整形被测信号时基电路图2-1 数字频率计功能模块 <二）原理图设计 该系统工作的总原理图如图2-2所示 3 / 26 图2-2数字频率计系统工作原理图 <三）AT89C51单片机及其引脚说明 89C51是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器，它提供下列标准特征：4K字节的程序存储器，128字节的RAM,32条I/O线，2个16位定时器/计数器, 一个5中断源两个优先级的中断结构，一个双工的串行口, 片上震荡器和时钟电路。sQsAEJkW5T 引脚说明： VCC：电源电压 GND:地 P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，作为输出口用时，每个引脚能驱动8个TTL逻辑门电路。当对0端口写入1时，可以作为高阻抗输入端使用。 GMsIasNXkA 当P0口访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定成地址数据总线复用的形式。在这种模式下，P0口具有内部上拉电阻。TIrRGchYzg 在EPROM编程时，P0口接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验时。程序校验时需要外接上拉电阻。 4 / 26 P1口：P1口是一带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1口的输出缓冲能接受或输出4个TTL逻辑门电路。当对P1口写1时，它们被内部的上拉电阻拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。当作为输入端使用时，P1口因为内部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流 P3口：P3是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。P3口的输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。当向P3口写1时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流 表2-1 P3口第二功能 端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD (串行输入口> TXD<串行输出口） INT0(外部中断0> INT1<外部中断1） T0<定时器0） T1<定时器1） WR<外部数据存储器写选通） RD<外部数据存储器都选通） ·RST:复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。 ·ALE/ :当访问外部存储器时，地址锁存允许是一输出脉冲，用以锁存地址 ）。1nowfTG4KI 的低8位字节。当在Flash编程时还可以作为编程脉冲输出< 一般情况下，ALE是以晶振频率的1/6输出，可以用作外部时钟或定时目的。但也 5 / 26 要注意，每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。fjnFLDa5Zo · ：程序存储允许时外部程序存储器的读选通信号。当AT89C52执行外部程 两次有效，除了当访问外部数据存储器时， 将跳过两个信号。tfnNhnE6e5 · /VPP:外部访问允许。为了使单片机能够有效的传送外部数据存储器从0000H 必须同GND相连接。需要主要的是，如果加密位1被编程， 应该接到VCC端。 到FFFH单元的指令， 序存储器的指令时，每个机器周期 复位时EA端会自动内部锁存。HbmVN777sL 当执行内部编程指令时， ·XTAL1：振荡器反相放大器以及内部时钟电路的输入端。 ·XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 在本次设计中，采用89C51作为CPU处理器，充分利用其硬件资源，结合D触发器CD4013，分频器CD4060，模拟转换开关CD4051，计数器74LS90等数字处理芯片，主要控制两大硬件模块，量程切换以及显示模块。下面还将详细说明。V7l4jRB8Hs <四）信号调理及放大整形模块放大整形系统包括衰减器、跟随器、放大器、施密特触发器。它将正弦输入信号Vx整形成同频率方波Vo,幅值过大的被测信号经过分压器分压送入后级放大器，以避免波形失真。由运算放大器构成的射级跟随器起阻抗变换作用，使输入阻抗提高。同相输入的运算放大器的放大倍数为 D1D3DIODED5ZENER1VCC15VD2D4VCC15VJ121CON2LF3534DIODE5VC11053U1A12DIODEDIODER6RES1IC1212113311410D1D2CLR1CLR2CLK1CLK2SET1SET274LS14+5VQ1Q2Q1Q2GND1468597GNDVCC886R1RES1U1B675LF353R5RES125U373LM31141R2RES1J212CON2-VCC15VR4RES1R3RES1GNDGNDGND-VCC15VGNDGNDmZkklkzaaP <五）时基信号产生电路： 1.CD4013---双上升沿D触发器 引脚及功能见如下图2-4、图2-5： 6 / 26