基于AT89S52单片机的频率计设计

观。

3.4.4 分频电路

3.5 显示模块

根据以上分析，采用74LS161和74LS151设计分频电路如图14所示。

图15 分频电路原理图

显示模块由频率值显示电路和量程转换指示电路组成。频率值显示电路采用四位共阳极

测量。量程转换指示电路由红、黄、绿三个LED分别指示Hz、KHz及MHz档，使读数简单可

数码管动态显示频率计被测数值，使用三极管8550进行驱动，使数码管亮度变亮，便于观察

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3.5.1 数码管介绍

常见的数码管由七个条状和一个点状发光二极管管芯制成，叫七段数码管，根据其结构的不同，可分为共阳极数码管和共阴极数码管两种。根据管脚资料，可以判断使用的是何种接口类型[14].两种数码管内部原理如图16所示。

图16 两种数码管内部原理图

LED数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似，只是正向压降较大，正向电阻也较大。在一定范围内，其正向电流与发光亮度成正比。由于常规的数码管起辉电流只有1～2 mA，最大极限电流也只有10～30 mA，所以它的输入端在5 V电源或高于TTL高电平(3.5 V)的电路信号相接时，一定要串加限流电阻，以免损坏器件。 3.5.2 频率值显示电路

数码管电路设计不加三极管驱动时，数码管显示数值看不清，不便于频率值的测量与调试。因此加入三极管8550进行驱动数码管。使用4位数码管进行频率值显示，如果选择共阴极数码管显示，则需要8个三极管进行驱动，而采用共阳极数码管则需要4个三极管驱动，为了节约成本，因此选用共阳极数码管进行动态显示，具体数码管设计电路如图17所示。

图17 数码管显示电路

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3.5.3 档位转换指示电路

根据设计要求，采用红、黄、绿三个LED分别指示Hz、KHz及MHz档，根据被测信号的频率值大小，可以自动切换量程单位，无需手动切换，便于测量和读数，简单方便。具体设计的档位转换LED指示电路如图18所示。

图18 LED档位指示电路

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第四章 系统的软件设计

系统软件设计主要采用模块化设计，叙述了各个模块的程序流程图，并介绍了软件Keil和Proteus的使用方法和调试仿真。

4.1 软件模块设计

系统软件设计采用模块化设计方法。整个系统由初始化模块，信号频率测量模块，自动量程转换和显示模块等模块组成。系统软件流程如图19所示。

频率计开始工作或者完成一次频率测量，系统软件都进行测量初始化。测量初始化模块设置堆栈指针（SP）、工作寄存器、中断控制和定时／计数器的工作方式。定时／计数器的工作首先被设置为计数器方式，即用来测量信号频率[15]。

开始系统初始化频率测量频率是否超过1KHzY硬件十分频N计数器计数测频率值测量数据显示

图19 系统软件流程总图

首先定时／计数器的计数寄存器清0，运行控制位TR置1，启动对待测信号的计数。计数闸门由软件延时程序实现，从计数闸门的最小值（即测量频率的高量程）开始测量，计数闸门结束时TR清0，停止计数。计数寄存器中的数值经过数制转换程序从十六进制数转换为十进制数。判断该数的最高位，若该位不为0，满足测量数据有效位数的要求，测量值和量程信息一起送到显示模块；若该位为0，将计数闸门的宽度扩大10倍，重新对待测信号的计数，直到满足测量数据有效位数的要求。定时／计数器的工作被设置为定时器方式，定时／

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