基于單片機(jī)的等精度頻率計(jì)設(shè)計(jì)
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2．1 硬件電路設(shè)計(jì)
等精度測(cè)頻的硬件電路如圖2所示[3] [4]，其主要由以下幾部分組成：單片機(jī)控制部分、同步門控制電路、計(jì)數(shù)和鍵盤與顯示電路。單片機(jī)控制部分主要完成測(cè)量過程的控制、測(cè)量結(jié)果的處理和顯示。單片機(jī)選用AT89C52，其中P1.0用于控制同步門D觸發(fā)器74LS74 產(chǎn)生同步的閘門信號(hào)，P1.2用于對(duì)74LS393組成的計(jì)數(shù)器清零，一次計(jì)數(shù)完成后單片機(jī)通過控制兩片74LS244讀取被測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的低8位計(jì)數(shù)值，高位計(jì)數(shù)值在單片機(jī)的T0、T1中。然后單片機(jī)對(duì)計(jì)數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算處理，并送出顯示。AT89C52 P1.3、 P1.4、 P1.5和 P1.6用于和串行接口8位LED數(shù)碼管及鍵盤控制芯片HD7279A的連接，控制和管理鍵盤及顯示。同步門控制電路主要由D觸發(fā)器74LS74（同步門控制）、六反相器74LS04和二輸入或非門74LS02組成（主門1、主門2）。主門1控制被測(cè)信號(hào)fx的通過，主門2控制時(shí)鐘信號(hào)f0的通過，兩門的啟閉都由同步門控制電路控制。計(jì)數(shù)器包括事件計(jì)數(shù)器和時(shí)間計(jì)數(shù)器兩部分，它們是兩組完全相同的計(jì)數(shù)電路。分別由前后兩級(jí)組成。前級(jí)由雙4位異步計(jì)數(shù)器74LS393級(jí)聯(lián)構(gòu)成八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；后級(jí)由AT89C52單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器構(gòu)成十六位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)部分采用10MHz石英晶體振蕩器來提供測(cè)量所需要的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)。鍵盤與數(shù)碼顯示部分采用串行接口方式8位LED數(shù)碼管及64鍵鍵盤管理芯片HD7279A與單片機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)八位LED共陰極數(shù)碼管和鍵盤接口，鍵盤與數(shù)碼顯示部分主要完成測(cè)量功能的選擇和測(cè)量頻率的數(shù)據(jù)顯示。
2．2 測(cè)量過程
AT89C52單片機(jī)的P1.3引腳發(fā)出復(fù)位信號(hào)，使兩個(gè)計(jì)數(shù)器清零，同時(shí)P1.1也發(fā)出復(fù)位信號(hào)，使同步門控制器的
端為低電平，則主門1和主門2都關(guān)閉。這時(shí)P1.0的初始狀態(tài)為“1”，使D觸發(fā)器的D端為高電平。根據(jù)D觸發(fā)器的功能，端與D端的邏輯狀態(tài)不同，觸發(fā)器處于閉鎖狀態(tài)，這時(shí)被測(cè)信號(hào)即使到達(dá)CK端，也不能使其觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，保證了同步門可靠關(guān)閉。AT89C52單片機(jī)的P1.0從高電平跳到低電平，使D觸發(fā)器的D端為“0”，這樣端與D端的邏輯狀態(tài)相同，觸發(fā)器解除閉鎖，這時(shí)被測(cè)信號(hào)一旦到達(dá)CK端，觸發(fā)器立即翻轉(zhuǎn)，由“0”變?yōu)椤?”，于是同步門被打開，被測(cè)信號(hào)和時(shí)間信號(hào)分別進(jìn)入到相應(yīng)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。P1.0從高電平跳到低電平的同時(shí)，也啟動(dòng)了計(jì)時(shí)系統(tǒng)開始計(jì)量閘門時(shí)間。當(dāng)預(yù)定的閘門時(shí)間結(jié)束時(shí)，使P1.0又從低電平恢復(fù)到高電平，D觸發(fā)器再次解除閉鎖。隨后緊跟而來的被測(cè)信號(hào)再次觸發(fā)D觸發(fā)器使之翻轉(zhuǎn)，端由高電平轉(zhuǎn)為低電平，使同步門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。
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評(píng)論