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

ID:635913 · 發(fā)表于 2020-6-9 19:40

基于AT89C51單片機設(shè)計了一款測量范圍在10HZ-10KHZ的頻率計，主要由輸入放大電路，整形電路、單片機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,采用單片機內(nèi)部的定時/計數(shù)器T0進行計數(shù)。放大整形后的信號輸入到AT89C51單片機T0中斷口使用其計數(shù)模式對輸入信號進行計數(shù)，再利用內(nèi)部定時器T1進行定時。最后在軟件的主函數(shù)部分通過一系列計算得出頻率,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)計了一款測試范圍在10Hz ～ 10KHz 的頻率計。該系統(tǒng)主要設(shè)計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現(xiàn)把正弦波樣的正負交替的信號波形變換成可被單片機接受的信號。

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

單片機源程序如下:

#include <reg52.h>
#define LCD1602_DB P0 //數(shù)據(jù)信號
#define u32 unsigned long int
#define u16 unsigned int
#define u8 unsigned char
u32 fre;
u8 add;
u8 WeiShu;
u16 count;
u16 count1;
sbit LCD1602_RS=P2^6; //片選信號
sbit LCD1602_RW=P2^5; //讀寫信號
sbit LCD1602_E=P2^7; //使能信號
u8 character[15]; //在屏幕上顯示的字符串
u8 character_1[]={"frequency lx"}; //顯示
u8 hz[]={"Hz"};
u8 khz[]={"KHz"};
void InitLcd1602();
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);
void timer_init(); //中斷初始化函數(shù)
void delay_1s() //延遲1s
{
unsigned int i,j;
for(i = 0;i<100;i++)
for(j = 0;j<1000;j++);
}
// 等待液晶準備好
void LcdWaitReady()
{
u8 sta;
LCD1602_DB = 0xFF;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 1;
do
{
LCD1602_E = 1;
sta = LCD1602_DB; //讀取狀態(tài)字
LCD1602_E = 0;
}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
}
//向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)命令，cmd-待寫入命令值
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = cmd;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
// 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)，dat-待寫入數(shù)據(jù)值
void LcdWriteDat(unsigned char dat)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = dat;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
// 設(shè)置顯示 RAM 起始地址，亦即光標位置，(x,y)-對應(yīng)屏幕上的字符坐標
void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y)
{
u8 addr;
if (y == 0){ //由輸入的屏幕坐標計算顯示 RAM 的地址
addr = 0x00 + x; //第一行字符地址從 0x00 起始
}else{
addr = 0x40 + x; //第二行字符地址從 0x40 起始
}
LcdWriteCmd(addr | 0x80); //設(shè)置 RAM 地址
}
//在液晶上顯示字符串，(x,y)-對應(yīng)屏幕上的起始坐標，str-字符串指針
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str)
{
LcdSetCursor(x, y); //設(shè)置起始地址
while (*str != '\0')
{ //連續(xù)寫入字符串數(shù)據(jù)，直到檢測到結(jié)束符
LcdWriteDat(*str++); //先取 str 指向的數(shù)據(jù)，然后 str 自加 1
}
}
// 初始化 1602 液晶
void InitLcd1602()
{
LcdWriteCmd(0x38); //16*2 顯示，5*7 點陣，8 位數(shù)據(jù)接口
LcdWriteCmd(0x0C); //顯示器開，光標關(guān)閉
LcdWriteCmd(0x06); //文字不動，地址自動+1
LcdWriteCmd(0x01); //清屏
}
void number_dispose() //數(shù)據(jù)處理
{
//character[15]={'\0'};
u8 i,j=1;
u32 temp;
u32 number_sign;
if(fre<1000)
{
temp=fre*100;
number_sign=fre*100;
while(temp>0) //計算位數(shù)
{
temp/=10;
j++;
}
WeiShu=j;
for(i=0;i<j;i++) //依次取余
{
if(i==2)
character[j-i-1]='.';
else
{
character[j-i-1]=number_sign%10+0x30;
number_sign/=10;
}
}
}
else
{
temp=fre;
number_sign=fre;
while(temp>0) //計算位數(shù)
{
temp/=10;
j++;
}
WeiShu=j;
for(i=0;i<j;i++) //依次取余
{
if(i==3)
character[j-i-1]='.';
else
{
character[j-i-1]=number_sign%10+0x30;
number_sign/=10;
}
}
}
}
void main()
{
timer_init(); //定時/計數(shù)器初始化
while(1)
{
number_dispose(); //數(shù)據(jù)處理
InitLcd1602();
LcdShowStr(0, 0, character_1);
LcdShowStr(0, 1, character);
if(fre<1000)
LcdShowStr(WeiShu+1, 1, hz);
else
LcdShowStr(WeiShu+1, 1, khz);
delay_1s();
}
}
//定時/計數(shù)器初始化
void timer_init(void) //定時/計數(shù)器初始化
{
TMOD=0x66; //計數(shù)器0和計數(shù)器1工作工作方式2，自動重裝初值
TH0=0; //計數(shù)器初值為0
TL0=0;
TR0=1; //計數(shù)器開始計數(shù)
ET0=1; //打開計數(shù)器0中斷
TH1=0; //計數(shù)器初值為0
TL1=0;
TR1=1; //計數(shù)器開始計數(shù)
ET1=1; //打開計數(shù)器1中斷
RCAP2H=(65536-62500)/256; //在程序初始化的時候給RCAP2L和RCAP2H賦值，
RCAP2L=(65536-62500)%256; //TH2和TL2將會在中斷產(chǎn)生時自動使TH2=RCAP2H,TL2=RCAP2L。
TH2=RCAP2H; //12M晶振下每次中斷62.5ms(1s=1000ms=62.5ms×16)
TL2=RCAP2L;
ET2=1; //打開定時器2中斷
TR2=1; //定時器2開始計時
EA=1; //開總中斷
}
//中斷函數(shù)
void timer2(void) interrupt 5 //定時器2中斷(62.5ms)
{
add++;
TF2=0; //定時器2的中斷標志位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
if (add==32) //定時1s時間到
{
add=0; //計時清0
EA=0; //關(guān)中斷
fre=(long)count1*256+TL1; //count*256強制轉(zhuǎn)換成long型，否則將不產(chǎn)生進位~先判斷分頻后(計數(shù)器1)
// FLAG = 0;
if(fre<2000)//如果不到200KHz則讀取分頻前(計數(shù)器0)頻率(200K÷100=2000)
{
fre = (long)count*256+TL0;
// FLAG = 1;
}
// if(!FLAG)
// {
// fre = fre *100;//100分頻
// }
TL0=0; //清零計數(shù)器0計數(shù)
TH0=0;
TL1=0;
TH1=0;
count=0; //清零計數(shù)器0計數(shù)
count1=0;
EA=1; //開中斷
}
}
void timer0(void) interrupt 1 //計數(shù)器0中斷
{
count++;
}

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