基于单片机数字频率计的设计课程设计(编辑修改稿)

基于单片机数字频率计的设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

7414 将放大器产生的单向脉冲变换成与 TTL/CMOS 电平相兼容的方波。 这样处理以后信号变成方波信号，以便后续的电路进行计数。 四川大学锦 城学院本科课程设计 基于单片机数字频率计的设计 8 数字频率计显示电路的设计 在单片机系统中，常用的显示器有：发光二极管显示器，简称 LED；液晶显示器，简称 LCD；荧光管显示器。 而发光二极管显示又分为固定段显示和可以拼装的大型字段显示，此外还有共阳极和共阴极之分等。 LED 段显示器结构与原理 LED 显示器是由发光二极管显示字段组成的显示块，有 7段和“米”字段之分。 这种显示块有共阳极和 共阴极两种。 此外，显示块中还有一个圆点型发光二极管（在图中以 dP 表示）用于显示小数点。 通过发光二极管亮、暗的不同组，可以显示多中数字、字母以及其他符号。 LED 显示块中的发光二极管共有两种连接方法 : (1)共阳极接法 发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。 使用时公共阳极接＋ 5V，这样，阴极端输入低电平的段的发光二极管被点亮，相应的段被显示；而输入高电平的段则不点亮。 (2)共阴极接法 发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。 使用时公共阴极接地，这样，阳极端输入高电平的段的发光二极管被点亮，相应的段被显示；而输 入低电平的段则不点亮。 数码管引脚如图 24。 四川大学锦 城学院本科课程设计 基于单片机数字频率计的设计 9 图 24 数码管引脚图 共阴和共阳结构的 LED 显示器各笔划段名和安排位置是相同的。 当二极管导通时，相应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。 8个笔划段dP、 g、 f、 e、 d、 c、 b、 a对应于一个字节（ 8位）的 D D D D D DD D0，于是用 8位二进制码就可以表示欲显示字符的字形代码。 例如，对于共阴 LED 显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阳极 dP、 g、 f、 e、 d、 c、 b、a 各段为 0111011 时，显示器显示 P字符，即对 于共阴极 LED 显示器，“ P”字符的字形码是 73H。 如果是共阳 LED 显示器，公共阳极接高电平，显示“ P”字符的字形代码应为 10001100（ 8CH）。 用 LED 显示器显示十进制转换成十六进制数的字形代码在表 24中列出。 表 24 LED 十六进制的数字代码表 字形 共阳极代码 共阴极代码 字形 共阳极代码 共阴极代码 0 C0H 3FH 9 90H 6FH 1 F9H 06H A 88H 77H 2 A4H 5BH B 83H 7CH 3 BOH 4FH C C6H 39H 4 99H 66H D A1H 5EH 5 92H 6DH E 86H 79H 6 82H 7DH F 8EH 71H 四川大学锦 城学院本科课程设计 基于单片机数字频率计的设计 10 7 F8H 07H 灭 FFH 00H 8 80H 7FH 数字频率计的计数电路的设计 74LS290 是异步十进制计数器。 它由一个二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。 74LS290 引脚图如图 25所示。 图 25 74LS290引脚图 当复位输入 R0(1)=R0(2)=1，且置位输入 S9(1)•S9(2)=0 时， 74LS290 的输出被直接置零；只要置位输入 S9(1)•S9(2)=1，则 74LS290 的输出将被直接置 9，即 =1001；只有当 S9(1)和 S9(2)不全为 1，并且 R0(1)和 R0(2)不全为 1 时，输入计数脉冲 CP，计数器开始计数。 计数脉冲由 CP0 输入，从 Q0 输出时，则构成二进制计数器；计数脉冲由 CP1 输入，输出为 Q2Q1Q0 时，则构成五进制计数器；若将 Q0 和 CP1 相连，计数脉冲由 CP0输入，输出为 Q3Q2Q1Q0 时，则构成十进 制（ 8421 码）计数器；若将 Q3和 CP0 相连，计数脉冲由 CP1输入，输出为 Q3Q2Q1Q0时，则构成十进制（ 5421 码）计数器。 因此， 74LS290 又称为“二 — 五 — 十进制型集成计数器”。 异步清零端 MR1,MR2 为高电平时，只要置 9 端 MS1,MS2 有一个为低电平，就可以完成清零功能。 当 MS1,MS2 均为高电平时，不管其他输入端状态如何，就可以完成置 9 的功能。 当 MR1,MR2 中有一个以及 MS1,MS2 中有一个同时为低电平时，在时钟端/CP0,/CP1 脉冲下降沿作用下进行计数操作。 a) 十进制计数。 应将 /CP1 与 Q0 连接，计数脉冲由 /CP0 输入。 b) 二、五混合进制计数。 应将 /CP0 与 Q1 连接，计数脉冲由 /CP1 输入。 c) 二分频、五分频计数。 Q0 为二分频输出， Q1~Q3 为五分频输出。 引出端符号功能如下。 四川大学锦 城学院本科课程设计 基于单片机数字频率计的设计 11 CP0 二分频时钟输入端（下降沿有效） CP1 五分频时钟输入端（下降沿有效） QA~QD 输出端 MR1,MR2 异步复位端 MS1,MS2 异步置 9 端 74LS290 的级联扩展如表 210 所示 表 210 74LS290 级联扩展说明 CP 输入端 输出端 进制 输出状态 分频端 CP0 Q0 二 0、 1 Q0 为二分频端 CP1 Q3Q2Q1 五 000~100 Q3 为五分频端 CP0且 Q0与 CP1 相连 Q3Q2Q1Q0 十 0000~1001 Q3 为十分频端 74LS290 十进制的电路连接如图 211所示。 图 211 74LS290 十进制计数器 两片接 成十进制的 74LS290 级联组成 2 10=20 进制异步加法计数器如图212 所示。 四川大学锦 城学院本科课程设计 基于单片机数字频率计的设计 12 图 212 二十进制异步加法计数器 本设计中因为要对信号进行 20 分频，所以要使用两块 74LS290 进行级联。 一块 74LS290 用作 2 分频，一块 74LS290 用作 10 分频。 信号由第一块 74LS290的 CP0 输入从 Q0输出，这样信号就经过了 2 分频，再把信号输入第二块 74LS290的 CP0 并且第二块 74LS290 的 CP1 与 Q0 相连，这时从第二块 74LS290 的 Q3输出的信号就已经完成了 20 分频。 数字频率计电源模块的 设计 使用变压器提供到 AC 桥堆的输入脚为 9V交流电压，通过 AC整流输出为 9V直流电，经过电解电容滤波、 7805 稳压，提供给 89C51 单片机为 5V 电压。 5V电源电路如图 214 所示。 图 214 5V电源电路图 四川大学锦 城学院本科课程设计 基于单片机数字频率计的设计 13 3 数字频率计软件系统设计 软件设计规划 信号处理。