C52芯片的数字频率计设计
目 录
一、引言 1
二、数字频率计的设计方案 1
（一）设计目的和意义 1
（二）设计内容 2
（三）设计主要功能 2
三、硬件系统设计 2
（一）总体设计思路 2
（二）主要元器件简介 3
1、 AT89C52单片机 3
2、 LCD液晶显示器 4
3、74HC390计数器 5
四、硬件电路设计 6
(一）主控电路 6
1、单片机的中断系统 6
2、单片机的最小系统 7
（二）显示电路 8
1、 LCD1602液晶模块 8
2、液晶显示部分与STC89S52的接口 9
（三）放大电路 10
（四）整形电路 11
（五）分频电路 12
五、软件设计 12
（一）软件总体设计 12
(二）程序原理设计 14
六、系统调试 15
（一）硬件调试 15
（二）软件调试 15
七、总结与展望 16
致谢 17
参考文献： 17
附录 18
附件1:原理图 18
附录二:PCB图 19
附录三：实物图 20
附录四:系统原程序 21
一、引言
在电子技术领域，频率是一种很基本的参数，同时频率计也是一种在电子领域经常会使用的测量工具。现在这个社会是一个科技飞速发展的时代，各类电子产品层出不穷，更新换代之快邻人咋舌而人们对电子产品的质量要求也越来越高。过去在许多电子产品的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
设计过程中都会用到频率计，自从频率计问世以来由于其强大的功能以及生产的需要，一直深受用户的喜爱，真是有了频率计也使产品的质量得到了很大的保证;在一些实验室测量，频率计用于校准每个本机振荡器的电子测量设备;频率计还可以运用到无限通信中它不仅可以校准主时钟而且还可以对跳频和射频信号进行分析。
数字频率计顾名思义就是指通过液晶屏幕显示测量数值的一种频率计。它可以以数字形式在屏幕显示出测量的精准数值。其测量精度高，速度快，适合不同的频率，不同频率测定的精度要求。以两种方式的电子计数器频率测量：第一个是直接频率的测量方法，测量在一定闸门时间内的信号的脉冲的数目;第二个是间接频率测定方法，如周期测频法。在现如今由于科技的发展，对各种信号的测量已越来越高，数字频率计不仅测量精准，观测直观，更是十分方便。
过去的频率计一般由组合电路和时序电路等一些大型电路所构成，它的体积很大，速度较慢并且它不能直接测低频信号。这篇论文将会通过C52单片机作为控制原件，采用单片机智能控制做到体积小，功能强，性价比高等一系列特点。
二、数字频率计的设计方案
（一）设计目的和意义
在生产中，频率测量的测量经精确度一直要求比较高，考虑到多方面因素的影响使用数字频率计测量能有效的提高一定的精确度。本次课题主要选取单片机作为主控部分，单片机结构简单，使用方便,耗能低大量使用寄存器执行指令的速度很快，易于制造便携式产品;强大的控制能力和适应环境的能力是非常强的，现在单片机已广泛用于各种类型的智能设备中。这样设计既能省去操作者很多不必要的麻烦，操又能使操作者简单地通过按所需的键，仪器自动选择最适当的规模和自动校准，从而提高操作的精度，而且还消除了许多额外的步骤。
（二）设计内容
本文中，我们将C52单片机为核心，主要由四部分组成：输入电路，时基电路，显示电路和控制电路。计数和计时方法，也被称为频率的测量方法和测量周期的方法这是两种测量频率的基本方法。
计数方法(频率测定方法)，顾名思义就是在一段时间内测试它的频率。这种方法适用于测量比较高的频率，越高的频率测出来越精确。而另一种测周法是测量信号的脉冲个数，脉冲的个数越高，测试的结果就越精确。
（三）设计主要功能
本设计是一个基于C52单片机的数字频率计，它的主要功能如下：
1、可以测试各种正弦波、方波、三角波的频率，频率范围为1HZ~20MHZ。
2、通过液晶屏幕准确显示所测的频率数值。
三、硬件系统设计
（一）总体设计思路
本次课题设计以AT89C52单片机为主要控制器件，主要由四个部分构成：三极管放大电路、整形电路、分频电路、液晶模块。如图1所示。
放大电路 整形电路 分频电路
显示电路 主控电路
图1 系统结构图
（二）主要元器件简介
1、 AT89C52单片机
单片机简单来说其实就相当于一个微型计算机：一个芯片就是一个小型的电脑。这一次，我们将选择C52系列单片机作为系统的主要控制芯片。
51系列开始为英特尔开发的设计，但英特尔的51核设计分别卖给了几大厂家如大电子设计公司SST，飞利浦，爱特梅尔等，因此市场上出现了多种51系列的单片机。很多厂商推出了许多51单片机的各种扩展功能，其实总的来说其内部还是和原来的51系列一样的。如图2C52单片机结构图所示。
图2 单片机结构图
C52单片机是一种很基本的单片机并且是一种高性能低能耗的单片机。它含有8位可反复擦写的Flash和256位的RAM，它可兼容所有的MCS-51指令。C52芯片内部含有8位字长的CPU;振荡器和时钟电路；4K/8K/16K的程序存储器ROM、EPROM或FLASH;20多个特使功能寄存器和32线并行I/O口，它不仅可以以常规的方式经行编程甚至还可以在线编程，可说是功能十分强大。
C52单片机通过封装引脚和外部功能元件或电路相连接，以此来实现信息的连通。电源脚Vcc（40脚）运行和编程校验主电源连接+5V；Vss(20脚）接地；XTAL2和XTAL1构成一个振荡器，为电路提供时钟信号；XTAL1(19脚）外接晶振。RST/Vpd(9脚）单片机复位信号输入端，可使单片机进行复位回到原始状态。ALE（30脚）输出一个允许地址锁存信号,EA/VPP(31脚）为单片机访问外部和内部程序存储器的选择信号。C52有众多个I/O口具有多种功能使用灵活。P0口（32~39脚）8位漏极开路双向I/O口；P1口（1~8脚）具有内部上拉电路的8位准向I/O口；P2（21~28脚）具有内部上拉电路的8位准双向I/O口；P3口（10~17脚）具有内部上拉电路的准双向I/O口并且它也是一个特殊的第二变异功能端口。
1、 LCD1602液晶模块
液晶显示屏只要给它接上一定的电压，一旦它的显示区域受到电压的控制就可以在屏幕上显示出图形。 LCD1602液晶模块采用HD44780控制器，HD44780指令简单，并且功用非常强大，与单片机MCU LM016L通信有8或4个并行传输两种方式，HD44780控制器有两个8位寄存器，指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMA（CGOROM）字符发生器RAM（CGRAM），地址计数器RAM(AC)。 液晶模块引脚图如图6所示。
一、引言 1
二、数字频率计的设计方案 1
（一）设计目的和意义 1
（二）设计内容 2
（三）设计主要功能 2
三、硬件系统设计 2
（一）总体设计思路 2
（二）主要元器件简介 3
1、 AT89C52单片机 3
2、 LCD液晶显示器 4
3、74HC390计数器 5
四、硬件电路设计 6
(一）主控电路 6
1、单片机的中断系统 6
2、单片机的最小系统 7
（二）显示电路 8
1、 LCD1602液晶模块 8
2、液晶显示部分与STC89S52的接口 9
（三）放大电路 10
（四）整形电路 11
（五）分频电路 12
五、软件设计 12
（一）软件总体设计 12
(二）程序原理设计 14
六、系统调试 15
（一）硬件调试 15
（二）软件调试 15
七、总结与展望 16
致谢 17
参考文献： 17
附录 18
附件1:原理图 18
附录二:PCB图 19
附录三：实物图 20
附录四:系统原程序 21
一、引言
在电子技术领域，频率是一种很基本的参数，同时频率计也是一种在电子领域经常会使用的测量工具。现在这个社会是一个科技飞速发展的时代，各类电子产品层出不穷，更新换代之快邻人咋舌而人们对电子产品的质量要求也越来越高。过去在许多电子产品的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
设计过程中都会用到频率计，自从频率计问世以来由于其强大的功能以及生产的需要，一直深受用户的喜爱，真是有了频率计也使产品的质量得到了很大的保证;在一些实验室测量，频率计用于校准每个本机振荡器的电子测量设备;频率计还可以运用到无限通信中它不仅可以校准主时钟而且还可以对跳频和射频信号进行分析。
数字频率计顾名思义就是指通过液晶屏幕显示测量数值的一种频率计。它可以以数字形式在屏幕显示出测量的精准数值。其测量精度高，速度快，适合不同的频率，不同频率测定的精度要求。以两种方式的电子计数器频率测量：第一个是直接频率的测量方法，测量在一定闸门时间内的信号的脉冲的数目;第二个是间接频率测定方法，如周期测频法。在现如今由于科技的发展，对各种信号的测量已越来越高，数字频率计不仅测量精准，观测直观，更是十分方便。
过去的频率计一般由组合电路和时序电路等一些大型电路所构成，它的体积很大，速度较慢并且它不能直接测低频信号。这篇论文将会通过C52单片机作为控制原件，采用单片机智能控制做到体积小，功能强，性价比高等一系列特点。
二、数字频率计的设计方案
（一）设计目的和意义
在生产中，频率测量的测量经精确度一直要求比较高，考虑到多方面因素的影响使用数字频率计测量能有效的提高一定的精确度。本次课题主要选取单片机作为主控部分，单片机结构简单，使用方便,耗能低大量使用寄存器执行指令的速度很快，易于制造便携式产品;强大的控制能力和适应环境的能力是非常强的，现在单片机已广泛用于各种类型的智能设备中。这样设计既能省去操作者很多不必要的麻烦，操又能使操作者简单地通过按所需的键，仪器自动选择最适当的规模和自动校准，从而提高操作的精度，而且还消除了许多额外的步骤。
（二）设计内容
本文中，我们将C52单片机为核心，主要由四部分组成：输入电路，时基电路，显示电路和控制电路。计数和计时方法，也被称为频率的测量方法和测量周期的方法这是两种测量频率的基本方法。
计数方法(频率测定方法)，顾名思义就是在一段时间内测试它的频率。这种方法适用于测量比较高的频率，越高的频率测出来越精确。而另一种测周法是测量信号的脉冲个数，脉冲的个数越高，测试的结果就越精确。
（三）设计主要功能
本设计是一个基于C52单片机的数字频率计，它的主要功能如下：
1、可以测试各种正弦波、方波、三角波的频率，频率范围为1HZ~20MHZ。
2、通过液晶屏幕准确显示所测的频率数值。
三、硬件系统设计
（一）总体设计思路
本次课题设计以AT89C52单片机为主要控制器件，主要由四个部分构成：三极管放大电路、整形电路、分频电路、液晶模块。如图1所示。
放大电路 整形电路 分频电路
显示电路 主控电路
图1 系统结构图
（二）主要元器件简介
1、 AT89C52单片机
单片机简单来说其实就相当于一个微型计算机：一个芯片就是一个小型的电脑。这一次，我们将选择C52系列单片机作为系统的主要控制芯片。
51系列开始为英特尔开发的设计，但英特尔的51核设计分别卖给了几大厂家如大电子设计公司SST，飞利浦，爱特梅尔等，因此市场上出现了多种51系列的单片机。很多厂商推出了许多51单片机的各种扩展功能，其实总的来说其内部还是和原来的51系列一样的。如图2C52单片机结构图所示。
图2 单片机结构图
C52单片机是一种很基本的单片机并且是一种高性能低能耗的单片机。它含有8位可反复擦写的Flash和256位的RAM，它可兼容所有的MCS-51指令。C52芯片内部含有8位字长的CPU;振荡器和时钟电路；4K/8K/16K的程序存储器ROM、EPROM或FLASH;20多个特使功能寄存器和32线并行I/O口，它不仅可以以常规的方式经行编程甚至还可以在线编程，可说是功能十分强大。
C52单片机通过封装引脚和外部功能元件或电路相连接，以此来实现信息的连通。电源脚Vcc（40脚）运行和编程校验主电源连接+5V；Vss(20脚）接地；XTAL2和XTAL1构成一个振荡器，为电路提供时钟信号；XTAL1(19脚）外接晶振。RST/Vpd(9脚）单片机复位信号输入端，可使单片机进行复位回到原始状态。ALE（30脚）输出一个允许地址锁存信号,EA/VPP(31脚）为单片机访问外部和内部程序存储器的选择信号。C52有众多个I/O口具有多种功能使用灵活。P0口（32~39脚）8位漏极开路双向I/O口；P1口（1~8脚）具有内部上拉电路的8位准向I/O口；P2（21~28脚）具有内部上拉电路的8位准双向I/O口；P3口（10~17脚）具有内部上拉电路的准双向I/O口并且它也是一个特殊的第二变异功能端口。
1、 LCD1602液晶模块
液晶显示屏只要给它接上一定的电压，一旦它的显示区域受到电压的控制就可以在屏幕上显示出图形。 LCD1602液晶模块采用HD44780控制器，HD44780指令简单，并且功用非常强大，与单片机MCU LM016L通信有8或4个并行传输两种方式，HD44780控制器有两个8位寄存器，指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMA（CGOROM）字符发生器RAM（CGRAM），地址计数器RAM(AC)。 液晶模块引脚图如图6所示。
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