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51單片機(jī)+ICL7660+TL082的簡易頻率計(jì)設(shè)計(jì)，含源代碼，原理圖，PCB及文檔

[復(fù)制鏈接]
ID:635913 發(fā)表于 2020-6-9 19:40 | 顯示全部樓層 |閱讀模式

    基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)了一款測量范圍在10HZ-10KHZ的頻率計(jì)，主要由輸入放大電路，整形電路、單片機(jī)AT89C51和顯示電路等組成。被測信號(正弦波或方波)通過放大、整形電路轉(zhuǎn)換成同頻率的方波脈沖信號,采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0進(jìn)行計(jì)數(shù)。放大整形后的信號輸入到AT89C51單片機(jī)T0中斷口使用其計(jì)數(shù)模式對輸入信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，再利用內(nèi)部定時(shí)器T1進(jìn)行定時(shí)。最后在軟件的主函數(shù)部分通過一系列計(jì)算得出頻率,輸送至LCD液晶顯示屏輸出測量輸入信號值。
    方案：
    系統(tǒng)以AT89C51為核心,設(shè)計(jì)了一款測試范圍在10Hz ～ 10KHz 的頻率計(jì)。該系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)思想是信號予處理電路 、串行通信電路 、測量數(shù)據(jù)顯示電路和系統(tǒng)軟件所組成, 其中信號予處理電路包含待測信號放大、波形變換、波形整形和分頻電路。信號予處理電路中的放大器實(shí)現(xiàn)對待測信號的放大 ,降低對待測信號的幅度要求;波形變換和波形整形電路實(shí)現(xiàn)把正弦波樣的正負(fù)交替的信號波形變換成可被單片機(jī)接受的信號。

Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)
51hei.png 51hei.png 51hei.png

單片機(jī)源程序如下:
  1. #include <reg52.h>

  3. #define LCD1602_DB  P0          //數(shù)據(jù)信號
  4. #define u32 unsigned long int
  5. #define u16 unsigned int
  6. #define u8 unsigned char

  8. u32 fre;
  9. u8 add;
  10. u8 WeiShu;
  11. u16 count;
  12. u16 count1;

  14. sbit   LCD1602_RS=P2^6;             //片選信號
  15. sbit   LCD1602_RW=P2^5;             //讀寫信號
  16. sbit   LCD1602_E=P2^7;                    //使能信號

  18. u8 character[15];                                                                         //在屏幕上顯示的字符串
  19. u8 character_1[]={"frequency lx"};        //顯示

  21. u8 hz[]={"Hz"};
  22. u8 khz[]={"KHz"};


  25. void InitLcd1602();
  26. void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);
  27. void timer_init();            //中斷初始化函數(shù)


  30. void delay_1s()                                 //延遲1s
  31. {
  32.         unsigned int i,j;      
  33.         for(i = 0;i<100;i++)              
  34.                 for(j = 0;j<1000;j++);
  35. }

  37. // 等待液晶準(zhǔn)備好
  38. void LcdWaitReady()
  39. {
  40.     u8 sta;
  41.     LCD1602_DB = 0xFF;
  42.     LCD1602_RS = 0;
  43.     LCD1602_RW = 1;
  44.     do
  45.                 {
  46.                         LCD1602_E = 1;
  47.                         sta = LCD1602_DB; //讀取狀態(tài)字
  48.                         LCD1602_E = 0;
  49.     }while (sta & 0x80); //bit7 等于 1 表示液晶正忙，重復(fù)檢測直到其等于 0 為止
  50. }

  52. //向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)命令，cmd-待寫入命令值
  53. void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)
  54. {
  55.     LcdWaitReady();
  56.     LCD1602_RS = 0;
  57.     LCD1602_RW = 0;
  58.     LCD1602_DB = cmd;
  59.     LCD1602_E = 1;
  60.     LCD1602_E = 0;
  61. }

  63. // 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)，dat-待寫入數(shù)據(jù)值
  64. void LcdWriteDat(unsigned char dat)
  65. {
  66.     LcdWaitReady();
  67.     LCD1602_RS = 1;
  68.     LCD1602_RW = 0;
  69.     LCD1602_DB = dat;
  70.     LCD1602_E = 1;
  71.     LCD1602_E = 0;
  72. }

  74. // 設(shè)置顯示 RAM 起始地址，亦即光標(biāo)位置，(x,y)-對應(yīng)屏幕上的字符坐標(biāo)
  75. void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y)
  76. {
  77.     u8 addr;
  78.     if (y == 0){ //由輸入的屏幕坐標(biāo)計(jì)算顯示 RAM 的地址
  79.         addr = 0x00 + x; //第一行字符地址從 0x00 起始
  80.     }else{
  81.         addr = 0x40 + x; //第二行字符地址從 0x40 起始
  82.     }
  83.     LcdWriteCmd(addr | 0x80); //設(shè)置 RAM 地址
  84. }

  86. //在液晶上顯示字符串，(x,y)-對應(yīng)屏幕上的起始坐標(biāo)，str-字符串指針
  87. void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str)
  88. {
  89.     LcdSetCursor(x, y); //設(shè)置起始地址
  90.     while (*str != '\0')
  91.         { //連續(xù)寫入字符串?dāng)?shù)據(jù)，直到檢測到結(jié)束符
  92.         LcdWriteDat(*str++); //先取 str 指向的數(shù)據(jù)，然后 str 自加 1
  93.     }
  94. }

  96. // 初始化 1602 液晶
  97. void InitLcd1602()
  98. {
  99.     LcdWriteCmd(0x38); //16*2 顯示，5*7 點(diǎn)陣，8 位數(shù)據(jù)接口
  100.     LcdWriteCmd(0x0C); //顯示器開，光標(biāo)關(guān)閉
  101.     LcdWriteCmd(0x06); //文字不動，地址自動+1
  102.     LcdWriteCmd(0x01); //清屏
  103. }

  105. void number_dispose()    //數(shù)據(jù)處理
  106. {
  107.         //character[15]={'\0'};
  108.         u8 i,j=1;
  109.         u32 temp;
  110.         u32 number_sign;
  111.        
  112.         if(fre<1000)
  113.         {
  114.                 temp=fre*100;
  115.                 number_sign=fre*100;
  116.                 while(temp>0)         //計(jì)算位數(shù)
  117.                 {
  118.                         temp/=10;
  119.                         j++;
  120.                 }
  121.                 WeiShu=j;
  122.                 for(i=0;i<j;i++)   //依次取余
  123.                 {
  124.                         if(i==2)
  125.                                 character[j-i-1]='.';
  126.                         else
  127.                         {
  128.                                 character[j-i-1]=number_sign%10+0x30;
  129.                                 number_sign/=10;
  130.                         }
  131.                 }
  132.         }
  133.         else
  134.         {
  135.                 temp=fre;
  136.                 number_sign=fre;
  137.                 while(temp>0)         //計(jì)算位數(shù)
  138.                 {
  139.                         temp/=10;
  140.                         j++;
  141.                 }
  142.                 WeiShu=j;
  143.                 for(i=0;i<j;i++)   //依次取余
  144.                 {
  145.                         if(i==3)
  146.                                 character[j-i-1]='.';
  147.                         else
  148.                         {
  149.                                 character[j-i-1]=number_sign%10+0x30;
  150.                                 number_sign/=10;
  151.                         }
  152.                 }
  153.         }
  154. }


  157. void main()
  158. {         
  159.         timer_init();             //定時(shí)/計(jì)數(shù)器初始化  
  160.         while(1)
  161.         {   
  162.                 number_dispose();        //數(shù)據(jù)處理
  163.                 InitLcd1602();
  164.                 LcdShowStr(0, 0, character_1);
  165.                 LcdShowStr(0, 1, character);  
  166.                 if(fre<1000)
  167.                         LcdShowStr(WeiShu+1, 1, hz);
  168.                 else
  169.                         LcdShowStr(WeiShu+1, 1, khz);
  170.                 delay_1s();
  171.         }
  172. }

  174. //定時(shí)/計(jì)數(shù)器初始化

  176. void timer_init(void)       //定時(shí)/計(jì)數(shù)器初始化
  177. {      
  178.         TMOD=0x66;                //計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器1工作工作方式2，自動重裝初值     
  179.         TH0=0;                    //計(jì)數(shù)器初值為0     
  180.         TL0=0;  
  181.         TR0=1;                    //計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)               
  182.         ET0=1;                    //打開計(jì)數(shù)器0中斷   
  183.         TH1=0;                    //計(jì)數(shù)器初值為0
  184.         TL1=0;  
  185.         TR1=1;                    //計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)            
  186.         ET1=1;                    //打開計(jì)數(shù)器1中斷     
  187.         RCAP2H=(65536-62500)/256; //在程序初始化的時(shí)候給RCAP2L和RCAP2H賦值，        
  188.         RCAP2L=(65536-62500)%256; //TH2和TL2將會在中斷產(chǎn)生時(shí)自動使TH2=RCAP2H,TL2=RCAP2L。     
  189.         TH2=RCAP2H;               //12M晶振下每次中斷62.5ms(1s=1000ms=62.5ms×16)  
  190.         TL2=RCAP2L;
  191.         ET2=1;                    //打開定時(shí)器2中斷         
  192.         TR2=1;                    //定時(shí)器2開始計(jì)時(shí)  
  193.         EA=1;                     //開總中斷  
  194. }

  196. //中斷函數(shù)

  198. void timer2(void) interrupt 5 //定時(shí)器2中斷(62.5ms)
  199. {      
  200.         add++;
  201.         TF2=0;                      //定時(shí)器2的中斷標(biāo)志位TF2不能夠由硬件清零，所以要在中斷服務(wù)程序中將其清零   
  202.         if (add==32)                //定時(shí)1s時(shí)間到  
  203.         {  
  204.                 add=0;                                                         //計(jì)時(shí)清0
  205.                 EA=0;                     //關(guān)中斷                 
  206.                 fre=(long)count1*256+TL1; //count*256強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成long型，否則將不產(chǎn)生進(jìn)位~先判斷分頻后(計(jì)數(shù)器1)
  207. //                FLAG = 0;
  208.                 if(fre<2000)//如果不到200KHz則讀取分頻前(計(jì)數(shù)器0)頻率(200K÷100=2000)
  209.                 {
  210.                         fre = (long)count*256+TL0;
  211. //                        FLAG = 1;         
  212.                 }
  213. //                if(!FLAG)
  214. //                {
  215. //                        fre = fre *100;//100分頻
  216. //                }
  217.                 TL0=0;                    //清零計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)            
  218.                 TH0=0;
  219.                 TL1=0;
  220.                 TH1=0;
  221.                 count=0;                  //清零計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)         
  222.                 count1=0;
  223.                 EA=1;                     //開中斷            
  224.         }
  225. }

  227. void timer0(void) interrupt 1 //計(jì)數(shù)器0中斷        
  228. {
  229.         count++;
  230. }               
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簡易頻率計(jì)-AD原理圖PCB.zip

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AD原理圖及PCB

簡易頻率計(jì)-程序.zip

6.88 KB, 下載次數(shù): 27, 下載積分: 黑幣 -5

程序

簡易頻率計(jì)-文檔.zip

162.12 KB, 下載次數(shù): 33, 下載積分: 黑幣 -5

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