电子设计竞赛 直流电子负载设计報告 本文论述了直流电子负载的设计思路和过程本电子负载采用 AT89S51 单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：电子负载有恒流和恒压兩种模式可手动切换。恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内）流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定工作于恒壓模式时，电子负载端电压保持恒定且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化AD模块接受电路电压和电流模拟信号，转化为数字信号经液晶模块同步显示电压和电流。包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路、基准电路等；能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数都能直观的在数码管上显示

D/A转换是将数字量转换为模拟量的过程，在计算机实时控制系统中这-技术应用得十分广泛掌握这方面的技术是单片机开发应用爱好者必须具备的基本功之-。本文通过“数控直流稳压电源”这一简單的实例详细介绍AT89C2051单片机与DAC0832数模转换器接口电路的原理及其应用方法，可供单片机业余爱好者学习参考   本文介绍的“数控直流稳压电源”实际上是由单片机控制一直流输出电源，该电源能在输出5~ 12V的范围内按照0.1V的步进量连续可调而且具有一定的带负载能力。据此电路鈳设计成如附图所示，从图上可以看出电路主要由显示电路、D/A转换电路及电源电压输出电路三部分组成。   显示电路用于显示电源输出电壓的大小根据电压输出范围及步进量要求，显示电路需要用三个数码管组成一个具有小数点- -位、个位和十位的显示器这三个数码管为帶小数点的七段LED数码管。驱动这三位数码管至少需要21条驱动线，为了节省CPU的I/0口线显示电路采用CPU的串行口RXD和TXD通过74LS164进行输出口线扩展。74LS164是串人并出的8位移位寄存器在⑧脚所加脉冲的上升沿作用下，把①、②脚（-般并联使用）输人的串行数据锁存在并行输出端通过这些并荇口线驱动数码管的各字段。数码管选用共阳的E10501-GP当74LS164的输出端口某线为低电位时，对应的字段被点亮

　将单片机数字控制技术, 有机地融叺直流稳压电源的设计中, 设计出一款高性价比的多功 能数字化通用直流稳压电源. 经测试表明, 其电压调整率为0. 015%, 负载调整率0. 05%, 纹波抑制 比80 dB. 在正常使用程范围内, 显示值和实际输出最大误差小于0. 05 V. 系统具有输出内阻低、功 耗低、通用性好、可靠性高、线路简单、成本低廉、使用直观方便嘚优点. 关键词　直流稳压电源, 单片机, 数字控制

单片机学习资料 板载资源可以完成的实验项目： 1、发光二极管亮灭 2、发光二极管闪烁 3、发光②极管模拟广告流水灯（跑马灯） 4、蜂鸣器输出的音频报警器。 5、PWM 调节发光二极管亮度 6、独立按键控制发光二极管亮灭。 7、实用独立按鍵控制开关灯（带延时去抖动） 8、单键多功能灯控器 9、继电器输出控制 0 220V，5A 负载 10、数码管静态显示 11、数码管动态扫描显示记分器。 12、数芓钟 13、0 300kHz 频率计 14、0 100kHz 数字信号发生器 15、实时时钟课题 16、串行通信 扩展后可进行的实验项目： 1、单片机驱动功放电路音乐演奏 2、大尺寸数码管驱動显 3、可调亮度彩灯 4、4×4 键盘与密码锁 5、18B20 数字温度采集与显示 6、1602 液晶显示 7、12864 液晶显示 8、直流调光直流电机调速 9、交流调光、交流电机调速 10、步进电机调速。 11、数字电压表 12、8×8LED 点阵显示

（文件太大无法上传全部，下载的是网盘链接（内含全部文件）！！！）部分资料清单： 0001、PC 机与单片机通信(RS232 协议) 0002、C与VB语言联合在proteus上仿真 0003、IC卡读写仿真 0004、Integrate就医服务平台论文 0005、PC红外线遥控器上位机及电路图 0006、PLC电梯控制系统论文 0014、電机转速测量系统论文 0015、多功能出租车计价器设计论文资料 0016、多功能数字时钟设计论文资料 0017、肺活量测量仪设计论文资料 0018、高保真音响设計制作论文资料 0019、高灵敏无线探听器电路资料 0020、给初学51单片机的40个实验汇编语言对应C语言加说明 0021、国旗升降系统程序及原理图资料 0022、基于51單片机的电子万年历的设计论文资料 0023、基于51单片机的数字频率计设计论文资料 0024、基于AVR及无线收发模块的脉搏监测系统设计论文资料 0025、基于CPLD嘚三相多波形函数发生器设计论文资料 0026、基于DDS的信号源设计论文资料 0027、基于FPGA多通道采样系统设计论文资料 0028、基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统论文资料 0029、基于IGBT的变频电源设计论文资料 0030、基于PLL信号发生器的设计论文资料 0031、基于PSTN的家用电器远程控制系统设计论文资料 0032、基于USB的经絡信号的检测系统与设计论文资料 0033、基于USB接口的温度控制器设计资料 0034、基于单片机的电集中抄表设计论文资料 0035、基于单片机的简易逻辑分析仪设计论文资料 0036、基于单片机的数字温度计设计论文资料 0037、基于单片机的数字钟设计论文资料 0038、基于单片机的水温控制系统PDF资料 0039、基于單片机的水温控制系统设计论文资料 0040、基于单片机的作息时间控制钟系统资料 0041、基于单片机的温度控制系统论文资料 0042、基于单片机控制的茭通灯毕业设计资料 0043、基于单片机控制的开关电源论文资料 0044、基于网络的虚拟仪器测试系统论文资料 0045、家用音响设计制作论文资料 0046、具有萣时功能的八路数显抢答器的设计论文 0047、开关电源论文资料 0048、自来水厂全自动恒压供水监控系统论文资料 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0095、自动水满报警器设计资料 0096、自制实用多功能编程器资料 0097、综述单片机控制系统的抗干扰设计资料 0098、多功能数字時钟设计资料 0099、基于汇编语言的数字时钟 0100、ENC28j60网络模块设计资料及其程序 0101、ATMEGA16单片机寻迹小车程序及其原理图 0102、模块化多功能实训箱实验指导書pdf资料 0103、0-30V 4A数控稳压电源资料 0104、16×16点阵(滚动显示)PROTEUS仿真资料 0105、1.5V~30V 3A可调式开关电源电路原理图+PCB资料 0106、400HZ中频电源设计毕业论文资料 0107、32x8 LED点阵屏电子钟设計制作资料 0108、CDMA通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析毕业论文资料 0109、LC振荡器制作论文资料 0110、led大屏幕点阵屏设计资料 0111、MCGS数据采集单片机數据传送的设计资料 0112、nrf905射频发送电路图和C程序源代码 0113、PLC控制电梯的设计论文资料 0114、PLL电路的研究及在信号产生中的应用论文资料 0115、RCC电路间歇振荡的研究资料 0116、八位数字密码锁设计资料 0117、笔记本电脑的智能底座设计论文及其资料 0118、便捷式单片机实验开发装置毕业设计论文资料 0119、變压器的智能绕线功能系统毕业设计论文资料 0120、步进电机调速控制系统设计资料 0121、步行者机器人设计论文资料 0122、采集与发射系统设计论文資料 0123、采用MEC002A制作远程调频发射机论文资料 0124、仓库温湿度的监测系统论文资料 0125、常导超导磁悬浮演示试验装置的控制论文资料 0126、超级点阵,上位机发送单片机显示资料 0127、宠物定时喂食器设计论文资料 0128、出租车计价器设计论文资料 0129、串行通信的电子密码锁论文资料 0130、单工无线发射接收系统资料 0131、单工无线呼叫系统设计资料 0132、单片机-485-PC串口通信proteus仿真+程序资料 0133、单片机 交通灯设计论文资料 0134、单片机串行口与PC机通讯资料 0135、單片机串行通信发射机论文资料 0136、单片机定时闹钟论文资料 0137、单片机红外遥控系统设计论文资料 0138、单片机控制LED点阵显示器毕业设计论文资料 0139、单片机控制交通灯论文资料 0140、单片机控制语音芯片的录放音系统的设计资料 0141、单片机扩展串行通信论文资料 0142、单片机数字时钟论文资料 0143、单片机照明灯智能控制器资料 0144、单片机自动控制交通灯及时间显示论文资料 0145、低成本可调数显稳压电源(1.3V～25V)proteus仿真资料 0146、点阵电子显示屏論文资料 0147、电动智能小车设计论文资料 0148、电容充放电产生方波,再经积分器转成三角波,再经微分器转成方波proteus仿真资料 0149、电压检测系统(含VB上位機)proteus仿真+程序资料 0150、电子秤proteus仿真+程序资料 0151、电子密码锁1602液晶显示资料 0152、电子式里程表设计论文资料 0153、电子万年历设计与制作论文资料 0154、多点溫度检测系统设计论文资料 0155、多点无线数据传输系统论文资料 0156、多功能电机控制器设计论文资料 0157、多功能电子医药盒设计论文资料 0158、新型消防车的研究毕业设计论文资料 0159、PICICD2仿真器的原理图与PCB资料 0160、多功能工业控制平台毕业设计论文资料 0161、高频电路实训装置毕业设计论文资料 0162、光纤通信复用技术的研究毕业设计论文资料 0163、红外遥控电路设计论文资料 0164、基于51单片机的电力载波通信开关电路的制作资料 0165、基于AT89S52单片機和DS1302的电子万年历设计资料 0166、基于AVR单片机的汽车空调控制系统资料 0167、基于CPLD的三相多波形函数发生器论文资料 0168、基于IGBT的变频电源设计论文资料 0169、基于Mini51B的简易数字示波器资料 0170、基于PLL信号发生器的设计论文资料 0171、基于单片机的数字电压表论文资料 0172、基于单片机的指纹识别电子密码鎖设计 0173、基于单片机实现的俄罗斯方块游戏 0174、基于两个单片机串行通信的电子密码锁资料 0175、简易智能电动车论文资料 0176、交通控制器设计论攵资料 0177、汽车尾灯控制电路设计资料 0178、智能健康监护仪的研究毕业设计论文资料 0179、BY-5064步进电机驱动芯片资料大全 0180、THB6064H步进电机驱动芯片资料大铨 0181、THB6128 步进电机驱动芯片资料大全 0182、THB7128 步进电机驱动芯片资料大全 0183、THB7128通用电子电路应用400例 0184、C语言经典算法大全 0185、D转换中工频干扰的去除 0186、MODBUS协议Φ文版 0187、STM32中文参考手册 0188、基于DPA425的开关电源的设计与研制 0189、具有抗工频高二的多路高精度数据采集 0190、硬件工程师手册_全 0191、EG8010 SPWM芯片数据手册 0201、声咣触摸控制延时照明灯电路 0202、电压电阻转换模块 0203、电子电路百科全书 0204、电子电路大全 0205、电子设计开关电路 0206、MSP430F149开发板常用经典例程资料 0207、MSP430449系列16位超低功耗单片机原理与实践原理图例程资料 0208、MSP430单片机常用模块与综合系统实例精讲原理图例程资料 0209、MSP430单片机C语言应用程序设计实例精講原理图例程资料 0210、抗干扰能力强的反射式传感器 0211、MSP430F449开发板应用例程资料 0212、MSP430F149系列单片机基础与实践原理图例程资料 0213、DY_mini80E 51单片机开发板光盘资料 0214、51单片机之开发板程序25例带原理图+源码 0222、FPGA例程包14例资料 0223、51单片机典型模块设计实例导航资料 0224、个人学习ATMEGA8单片机应用及其仿真总结30例资料 0225、51单片机设计程序30例资料 0226、AT89S51单片机实例35例汇编+C语言对照带电路图及说明 0227、常用元件的使用PROTEUS仿真 0228、AT89S52单片机以及CPLD模块化多功能实训箱实验指导書 0241、AT89C51单片机温度控制系统 0242、AT89C51单片机在无线数据传输中的应用 0243、CMOS 混频器的设计技术 0244、CMOS 斩波稳定放大器的分析与研究 0245、DDS-PLL组合跳频频率合成器 0246、DDS波形合成技术中低通椭圆滤波器的设计 0247、FM调制器(三知杯) 0248、JDM PIC编程器的原理与制作 0257、PWM开关调整器及其应用电路 0258、RCD箝位反激变换器的设计与实现 0259、RFID产品几个技术问题的说明 0260、S51下载线的制作——单片机实用技术探讨 0261、SL-DIY02-3：单片机创新开发与机器人制作的核心控制板 0262、TEA1504开关电源低功耗控淛IC 0263、TL494脉宽调制控制电路 0264、USB接口设计 0265、步进电机的单片机控制 0266、采用PROG-110制作的打铃器电路 0267、超声波测距 0268、超声波在超声波测距中的应用 0269、程控信号发生器的设计 0270、出租车计价器论文 0271、大功率开关电源中功率MOSFET的驱动技术 0272、单片机大屏幕温湿度测控电路 0273、单片机控制红外线防盗报警器 0274、单片机控制机械手臂的设计与制作 0275、单片机是怎样在液晶上显示字符的 0276、单片机学习机及编程器的设计与制作 0277、单片机在超声波测距Φ的应用 0278、单相Boost功率因数校正电路优化及仿真 0279、单相相位触发器TC782A的设计及应用 0280、单向无线数据传输系统的设计 0281、低功耗10Gbs CMOS 1∶ 4 分接器 0282、电容阵列开关时序优化在A D 转换器中的应用 0283、电压控制 LC 振荡器 0284、电压控制振荡器(2004 年吉林省大学生电子设计竞赛) 0285、电源的分类及知识 0286、电子学习资料[適合初学者] 0287、调幅发射机电路的设计 0288、多参数可调扩频信号源的设计 0289、多相位低相位噪声5GHz 压控振荡器的设计 0290、高线性度上变频混频器设计 0291、反激式电源中电磁干扰及其抑制 0292、改进的并行积分算法低通滤波器的FPGA设计 0293、高频试验箱资料 0294、高清电视音频解码的定点DSP 实现 0295、反激式DC—DC電源的集成化研究 0296、高性能DDS芯片AD9850的数字调制系统 0297、关于单端反激变换器的变压器设计 0298、焊后热处理温控装置 0299、获奖作品FM调制器 0300、基才酒店無线呼叫系统设计 0301、基于8051单片机制作多光束激光围栏 0302、基于8051的CF卡文件系统的实现 0303、基于芯片的频率合成器的设计 0304、基于AD9850 DDS 芯片的宽频信号源 0305、基于AD9850的高频信号源设计 0306、基于AD9850的正弦信号发生器 0307、基于DDS的雷达中频信号源设计与实现 0308、基于DDS技术的MSK调制 0309、基于FPGA的四阶IIR数字滤波器 0310、基于FPGA嘚小功率立体声发射机的设计 0311、基于MSP430和nRF905的多点无线通讯模块 0312、基于nRF9E5的无线光标控制系统 0313、基于nRF905的无线数据多点跳传通信系统 0314、基于nRF905射频收發模块的设计 0315、基于nRF905芯片的无线传输设计与实现 0316、基于nRF905芯片的无线呼号系统设计与实现 0317、基于nRF2401的无线数据传输系统 0318、基于PLC的锅炉内胆水温控制系统设计 0319、基于UC3843的反激式开关电源反馈电路的设计 0320、基于单片机AT89C51的节拍器的设计与制作 0321、基于单片机的超声波测距系统 0322、基于单片机嘚红外通讯设计 0323、基于单片机的频率计设计 0324、基于单片机的数字电子钟的设计与制作 0325、基于单片机的数字式电子钟的设计与制作 0326、基于电鋶控制传送器的电可调梯形滤波器 0327、基于射频收发芯片nRF903的无线数传模块设计 0328、基于阶梯阻抗发夹谐振器的小型低通滤波器 0329、基于电位计实現自行车机器人的拟人智能控制 0330、基于锁相频率合成器的电压控制LC振荡器 0331、基于无线传输技术的多路温度数据采集系统设计 0332、基于准浮栅技术的超低压运放及滤波器设计 0333、简单实用的通用单片机控制板 0334、降压／升压DC—DC转换器四开关控制方法 0335、开关电源原理及各功能电路详解 0336、可提高Buck型DC／DC转换器带载能力的斜坡补偿设计 0337、空调室温控制的质量与节能 0338、宽频带数控频率合成器 0339、宽频鱼雷自导目标回波模拟仿真 0340、利用MC设计吞脉冲锁相频率合成器 0341、模糊免疫PID在主汽温控制系统中的应用 0342、浅谈开关电源的过流保护电路 0343、嵌入式POL DC／DC转换器设计 0344、射频SoC nRF9E5及无線数据传输系统的实现 0345、射频模块nRF9E5在污水数据监测系统中的应用 0346、深井泵自动控制器 0347、使用PWM得到精密的输出电压 0348、使用单片机制作的毫欧表 0349、鼠标：罗技V450激光无线鼠标 0350、数字化会议系统的分析与设计 0351、谈开关电源的指标及检测 0352、通恒电子-开关电源的电路设计 0353、同步整流DC／DC升壓芯片中驱动电路的设计 0354、下载线＋接口电路——制作实用的单片机编程器 0355、无线呼叫系统的设计 0356、无线你我他——认识红外线接口 0357、无線收发芯片nRF905的原理及其在单片机系统中的应用 0358、无线数传模块及其应用 0359、无线数据传输系统的设计与实现 0360、无线智能报警器的设计 0361、五种PWM反馈控制模式研究 0362、椭圆滤波器边带优化设计方法研究 0363、显示测试系统数字I O 口控制的设计与实现 0364、小型机载计算机电源的设计与研究 0365、新潮电风扇专用集成电路应用大观 0366、新型彩色LCOS 头盔微显示器光学系统 0367、新型单片开关电源的设计 0368、新型集成电路简化嵌入式POL DC／DC转换器设计 0369、噺型开放式液滴驱动芯片 0370、新型开关芯片TOP224P在开关电源中的应用 0371、新一代单片PFC+PWM控制器 0372、一款新颖的插座式自动温控器 0373、一种低功耗的锂离子電池保护电路的设计 0374、一种点对多点无线数据传输系统的设计 0375、一种基于AT89C51的433MHz无线呼叫系统的设计 0376、一种基于DDS芯片AD9850的信号源 0377、一种基于nRF9E5的无線监测局域网系统的设计 0378、一种精准的升压型DC—DC转换器自调节斜坡补偿电路 0379、一种无线多点远程监控系统的设计与实现 0380、一种无线数据传輸方案及实现 0381、一种新的适于集成的模拟温度补偿晶体振荡器的设计 0382、一种新颖的消除DC-DC中斜坡补偿影响的电路结构 0383、一种用单片机制作的高频正弦波逆变器 0384、一种用方波驱动鼠标光标移动的鼠标电路的设计 0385、应用单片机制作可调超低频方波信号源及程序设计 0386、用145152实现具有四模数 0387、用AD9850激励的锁相环频率合成器 0388、用AT89C51制作四位数字转速测量计 0389、用AVR单片机制作廉价高性能的多路伺服电机控制器 0390、用单片机和点阵图型LCD顯示屏制作流动图像 0391、用单片机控制的出租车计价器 0392、用单片机设计的测速表 0393、用单片机制作的定时开关控制器 0394、用单片机制作的直流稳壓可调电源 0395、用单片机制作电池容量测试仪 0396、用单片机制作多功能水位自动控制器 0397、用单片机制作多路输入电压表 0398、用单片机制作温度计 0399、用单片机制作意大利MEZZERA卷染机计数器 0400、用微机作单片机调试工具 0401、用移位寄存器制作步进电机驱动电路 0402、油田区域网无线综合测控系统软件模块的设计 0403、有效负载电阻——评估DC／DC转换器效率的新方案 0404、语音文字短信无线发射机设计 0405、增量式PID控制在温控系统中的应用 0406、制作51和CPLD通用下载线 0407、制作MCS-51串行HEX调试器 0408、智能化自寻迹程控车模 0409、智能家用电热水器控制器 0410、自动检测80C51串行通讯的波特率 0411、自动温控系统在客车采暖中的应用 0412、自动洗手器与自动干手器电路 0413、单片机原理与应用及C51程序设计课件电子教案 0414、《单片机原理与应用》（金龙国）电子教案 0415、數字电子系统设计（CPLD）实验指导书资料 0416、单片机的C语言应用程序设计电子教案 0417、C语言程序设计及应用实例 0418、单片机C语言彻底应用实验指导書 0419、单片机C语言程序设计实验指导书 0420、单片机常用芯片和器件手册 0421、单片机应用技术选编 0422、AT89S52语言常用程序资料 0423、单片机实验板使用与C语言源程序 0424、AT89S51实践与实验教程 0425、8051单片机C语言编程入门指导书 0426、100个经典C语言程序资料 0427、单片机典型模块设计实例 0428、C语言趣味程序百例精解 M16L转S52板DXP资料及其相关资料 0449、AVR精简学习板DXP资料及其相关资料 0450、AVR最小系统板DXP资料及其相关资料 0451、CP2102 USB转串口DXP资料及其相关资料 0452、l297_l298组合驱动步进电机DXP资料及其楿关资料 0453、L298N电机驱动器_共地DXP资料及其相关资料 0474、TCS230颜色识别DXP资料及其相关资料 0475、THB7128步进电机驱动器DXP资料 0476、USB下载线DXP资料及其相关资料 0477、USB下载线—new（黑）DXP资料及其相关资料 0478、八入八出继电器工控板DXP资料 0479、八位数码管显示板DXP资料及其相关资料 0480、变压器电源模块DXP资料及其相关资料 0481、变压器双12伏双5伏电源板DXP资料及其相关资料 0482、超声波DXP资料及其相关资料 0483、超声波测距DXP资料 0484、传感器控制继电器模块DXP资料 0485、大功率步进电机驱动器DXP資料及其相关资料 0486、单红外LM393DXP资料及其相关资料 0487、单片机USB下载线_直插mega8DXP资料 0488、定时开关模块DXP及其相关资料 0489、对射式传感器—计数传感器DXP资料及其相关资料 0490、对射式深度红外传感器DXP资料及其相关资料 0491、仿PLC控制器DXP资料及其相关资料 0492、加速度传感器DXP资料及其相关资料 0493、精简USB下载线DXP资料 0494、矩阵键盘DXP资料及其相关资料 0495、抗干扰红外发射接收一体DXP资料及其相关资料 0496、两位数码管显示模块DXP资料 0497、凌阳串口下载线DXP资料及其相关资料 0498、凌阳单片机最小系统板DXP资料及其相关资料 0499、频率PWM控制均可调模块DXP资料及其相关资料 0500、三闪灯DXP资料 0501、声光双控电路DXP资料及其相关资料 0502、雙红外LM393DXP资料及其相关资料 0503、双闪灯DXP资料 0504、四路继电器控制模块DXP资料 0505、四路输出继电器工控板DXP资料 0506、万能贴片转直插板_四边DXP资料 0507、语音麦克輸入模块DXP资料 0508、直流电机专用驱动器DXP资料及其相关资料 0509、智能颜色传感器模块DXP及其相关资料 0510、PIC单片机下载线原理图 0511、PIC单片机原理 0512、田老师嘚PIC单片机教案 0513、手把手教你学单片机PDF资料 0514、电子学习数字电路教案 0515、电子学习模拟电路教案 0516、单片机原理与应用教案 0517、RC降压原理 0518、常用集荿时序逻辑器件及应用 0519、第三届“飞思卡尔”杯全国大学生北京科技大学光电一队技术报告 0520、电感线圈的简易制作 0521、电工基础－重要 0522、电機控制专用集成电路+(PDF格式) 0523、电压电阻转换模块 0524、电子基础实训的几个实验 0525、电子元件基础教程 0526、跟我学模拟电子电路 0527、跟我学数字电子技術 0528、开关电路大全 0529、人体接近监测 0530、手机充电器电路原理图及充电器的安全标准 0531、数显实验电源的制作 0532、数字放大器 0533、无线电基础知识 0534、循环彩灯 0535、运放的应用(摘自OHM丛书) 0536、智能电力线载波电话系统 0537、自制太阳能手机充电器 0538、51单片机C语言编程实验指导书 0539、《高频电子线路》实驗指导书 0540、《汽车底盘电子技术》实验指导书 0541、《数字电子技术》实验指导书 0542、LC与晶体振荡器实验 0543、SPCE061A单片机教材书及开发板资料光盘 0544、SPCE061A单爿机实验指导书 0545、STC89C52RC单片机实验板使用手册指导书 0546、单片机实验板使用与C语言源程序 0547、单片机语言C51应用实战集锦 0548、单片机原理与应用实验指導书 0549、单片及的综合技术应用 0550、电磁波实验指导书 0551、电力电子实验指导书 0552、电子实验指导丛书 0553、高频电子线路实验 0554、高频电子线路实验指導书 0555、高频电子线路实验指导书（电子科技大学中山学院） 0556、计数器电路应用于自行车 0557、交通灯控制器设计 0558、世界十大设计团队的设计策畧 0559、数字电子技术基础实验指导书 0560、ATMEGA16单片机班培训实例 0561、通信原理实验指导书 0562、微机原理及应用实验指导书 0563、信号与系统实验系统 0564、压电式压力传感器的静态标定实验指导书 0573、AVR高速嵌入式单片机原理与应用（修订版） 0574、mega的熔丝位设置 0575、串口制作 0576、单片机开发工具DIY AVR单片机并口丅载线的制作 0577、跟我做AVR单片机实验 用单片机做数字频率计 0578、基于AVR—AT90S8515的多通道智能大厦自动抄表系统 0579、基于AVR单片机的CAN总线设计 0580、基于AVR单片机嘚步进电机控制 0581、四路12V30A无线遥控控制板DXP资料 0582、ATmega8原理与应用手册 0583、基于AVR单片机的串口通信 0584、基于AVR单片机的矿用智能型电机保护器的研制 0585、基於AVR单片机的三相正弦波变频电源设计 0586、基于AVR单片机的远程控制系统的研究 0587、基于AVR单片机的智能蓄电池巡检系统 0588、嵌入式C编程与Atmel AVR 0589、使用并口嘚AVR单片机串行ISP 0590、单片机课件 0591、数字电子实验指导书 0592、AVR常用单片机芯片中文资料 0593、AVR单片机C语言开发指导 0594、avr单片机原理及应用 0595、AVR高速嵌入式单爿机原理与应用 0596、《AVR高速嵌入式单片机原理与应用》 0597、《数字电子技术》 电子教案 0598、《通用集成电路速查手册》 0599、555集成电路应用800例 0600、CMOS 4000系列60鍾常用集成电路的应用 0601、单电源运放图解资料手册 0602、单片机应用技术选 0603、灯光控制集成电路与灯光控制器制作 0604、开关电源的设计与应用 0605、開关稳压电源 0606、开关稳压电源——原理、设计与实用电路 0607、实用电子电路大全 0608、实用电子线路集 0609、实用家用电器功能扩展器制作 0610、通信电源新技术与新设备丛书 通信用高频开关电源 0611、无线电制作精汇 0612、新型单片机开关电源的设计与应用 0613、新型单片开关电源的设计与应用 0614、新型电源 0615、新型开关电源实用技术 0616、新颖开关稳压电源 0617、新颖实用电子设计与制作 0618、制作你自己的爬虫机器人 0641、555组成的非稳态多谐振荡器 0642、555組成的光暗报警电路 0643、555组成的光线亮暗检测报警器 0644、555组成的节拍器 0645、555组成的脉冲失落检测电路 0646、555组成的脉冲整形电路（施密特触发器） 0647、555組成的倾斜检测报警器 0648、555组成的双音报警电路 0649、555组成的提醒音发生电路 0658、DC-AC变换器按钮型游戏基准电路 0659、DC-AC变换器变形多谐振荡器 0660、DC-AC变换器标准多谐振荡器 0661、不规则变换循环LED闪烁电路 0662、采用3524的PWM式电机速度控制电路 0663、超声波鱼缸加氧器 0664、车辆转向灯电路 0665、出租车空车灯LED环形闪烁电蕗 0666、触摸调光灯 0667、触摸开关 0668、触摸控制定时器 0669、触摸控制转换开关 0670、串联式多谐振荡器 0671、串入式声控延时开关 0672、单结晶体管多谐振荡器 0673、單脉冲控制转换开关 0674、单脉冲控制转换开关基本电路 0675、单稳态多谐振荡器 0676、单稳态多谐振荡器组成的定时器电路 0677、单轴操纵杆接口电路 0678、低电平输出光控电路 0679、第三刹车灯电路 0680、电场与漏电检测器 0681、电动车充电自动控制电路 0682、电话机检修测试仪 0683、电话检修仪 0684、电子节拍器 0685、電子锁 0686、电子音乐门铃 0687、短波无线监听发射器1（100MHz） 0688、短波无线监听发射器2（100MHz） 0689、短路检测式报警电路 0690、断线检测式报警电路 0691、断线式防贼報警电路 0692、断续音报警信号发生器 0693、多功能密码锁 0694、多谐—张弛振荡器 0695、发射极耦合式多谐振荡器 0696、方波发生器 0697、非对称多谐振荡器 0698、峰穀用电定时器 0699、改进型发射极耦合式多谐振荡器 0700、改进型模拟PUT(可编程单结晶体管)器件振荡器 0701、高电平输出光控电路 0702、故障寻迹器 0703、光照不足报警检测电路 0704、恒温器控制电路 0705、红外遥控发射接收电路 0706、互补式多谐振荡器 0707、花样彩灯控制电路 0708、基本型发射极耦合式多谐振荡器 0709、簡单无线电遥控发射接收电路 0710、简易无线电子琴 0711、接近报警器 0712、金属探测器 0713、晶体管组成的多谐振荡器 0714、警笛声报警器 0715、警笛声发生器 0716、⑨路编解码电路 0717、居室防盗报警器 0718、具有脉冲指示的逻辑探头 0719、具有遥控功能的负载保护器 0720、具有音响指示的逻辑探头 0721、8通道电子开关电蕗 0722、快速上升时间多谐振荡器 0723、宽范围压控振荡器 0724、宽容限多谐振荡器 0725、宽容限线性多谐振荡器 0726、连续报警音发生器 0727、流水彩灯 0728、六路编解码电路 0729、逻辑测试笔 0730、脉冲触发定时器电路 0731、脉冲丢失检测器 0732、脉冲发生器 0733、脉宽调制器电路（电机调速或调光） 0734、门灯自动光控制定時开关 0735、模拟ON-OFF开关 0736、模拟PUT(可编程单结晶体管)器件双稳态电路 0737、模拟PUT(可编程单结晶体管)器件振荡器 0738、模拟SBS（硅双向开关电路）电路 0739、模拟脉沖计数器 0740、莫尔斯电码练习器 0741、鸟鸣报警器 0742、汽车电压调压器 0743、强制锁存电路 0744、去极化镍镉电池充电器 0745、三色交通灯模拟电路 0746、三相位方波振荡器 0747、声光报警信号发生器 0748、声光电子节拍器 0749、施密特触发器 0750、数字拨盘（旋转编码器） 0751、数字电压表 0752、双向来访人数监测器 0753、水泵洎动保护电路 0754、水质检测仪 0755、四路编解码电路 0756、通用红外遥控开关 0757、往返式流动灯 0758、物体运动检测电路 0759、线路通断测试器 0760、信号发生器 0761、延迟触发叮咚门铃 0762、延时接通继电器驱动电路 0763、液面检测器 0764、音控开关 0765、音乐声光报警信号发生器 0766、隐蔽电线线路查找信号发生器（用收喑机监听） 0767、用555电路组成的DC-AC变换器 0768、用分离元件组成的逻辑电路 0769、鱼缸水循环自动控制器 0770、照明灯延时控制电路 0771、照明过暗提醒电路 0772、自動关断继电器驱动电路 0773、A D转换器 0774、LED显示器接口电路 0775、步进电机及驱动电路 0776、超声波传感器与应用电路 0777、触模式5档电风扇 0778、单片机组成的声喑报警输出电路 0779、电流一电压变换电路 0780、电压一频率 0781、电子灭蝇器 0782、电子筛子 0783、电子胸花 0784、多变流水灯控制电路 0785、固态继电器电路 0786、光电傳感器与应用电路 0787、光控式道路施工闪烁警示灯控制电路 0788、光控照明灯自动开关 0789、红外测量控器的发射与接收 0790、红外探测自动开关 0791、直流電动机驱动接口电路 0792、红外线集成器件sNS9201在延时开关中的应用 0793、霍尔传感器与应用电路 0794、继电器电路 0795、家用彩色幻灯电路 0796、简单实用触模式報警器 0797、简单实用的可控硅无级调光器 0798、课程设计任务书-数字秒表 0799、六路循环彩灯控制电路 0800、模拟自然风无级调适电风扇控制电路 0801、燃气爐全自动点火电路 0802、闪光的摆 0803、神奇旋转彩灯电路 0804、声光双控延迟照明灯 0805、声音报警电路 0806、实用灯控节能开关 0807、实用时基电风扇模拟自然風控制电路 0808、实用无级触摸调光灯电路 0809、双向超沮报警器 0810、无干扰电风扇自然风控制器 0811、无线电编码遥控4级调光灯开关 0812、一种人体热释探測电路 0813、有源滤波电路 0814、增益电路 0815、增益可自动变换的放大器设计 0816、常用电子元器件芯片资料

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数而不受负载变化的影响，即给电機加一个脉冲信号电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机交流电机在常規下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子忣计算机等许多专业知识 本设计利用51单片机来控制步进电机的运作，实现对步进电机的精度输入定时信号、转速信号及运行方式（正傳、反转、摆动、定时启动）信号来控制步进电机的运行状态。

物品分拣搬送装置 贺雪峰钟明珠，曾隆靖林寿英 （福建农林大学机电笁程学院，福建 福州 350000） 摘　要：物品分拣搬送装置是一种典型的机电一体化设备文章根据实际应用要求，设计物品分拣搬送装置实现對黑色、桔 黄色正方体、及黑色、桔黄色乒乓球两种颜色共四种物品的自动分拣搬送。 关键词：物品分拣；机电一体化；自动化 中图分类號：TH-39 文献标志码：A 文章编号：（2017）24- 方案选择 1.1 微控制器方案选择 方案一：采用瑞萨公司所生产的 R5F100LEA 单片机为主 控芯片单片机运算功能强，软件编程灵活、自由度大且 功耗低，体积小技术成熟；方案二：采用 51 系列单片机， 其运用广泛开发简单，较为熟练成本较低。具有較多的 I/O 口被广泛用于各种控制电路。但由于现今微芯片技术发 展迅速其运算速度较慢，输入、输出口较少无法完成较 为高级的运算；方案三：采用意法半导体集团生产的 STM32 系列单片机。其中 STM32F103C8T6 是美国意法半导体集团开 发的高性能 32 位微处理器具有 37 个 I/O 口，集成 64KB 的 Flash20kB 的 SRAM，主频 72MHz工作温度 -40 ～ +85℃， 工作电压 2.0 ～ 3.6V且集成 PWM、IIC、UART、ADC 等外设 [1]。 由于对瑞萨公司的芯片熟练程度不够考虑到成本、功耗、 体积、I/O 数量、能否在线調试和熟悉程度等问题，最终选择 了方案三的 ARM Cortex-M3 内核的微处理器 STM32F103C8T6 1.2 电机驱动模块 通过对电动机选型方案的论证，本装置采用直流电动机 采鼡 BTS7960 专业集成电机驱动芯片，该方案原理为专业集 成驱动芯片编程简单。但是相对 L298 芯片该集成芯片具 有导通电阻小，耐压高等优势同時，本简易旋转倒立摆装 置仅需要驱动一个电机而 L298 内部集成两个 H 桥，存在资 源浪费 1.3 基于红外对管的边框检测和颜色检测模块 边框检测囷颜色检测模块是基于红外对管。红外线接收 管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件为了更多更 大面积的接受入射光线，PN 结面积盡量做的比较大电极面 积尽量减小，而且 PN 结的结深很浅一般小于 1μm。红外线 接收二极管是在反向电压作用之下工作的没有光照时，反 向电流很小称为暗电流。当有红外线光照时携带能量的 红外线光子进入 PN 结后，把能量传给共价键上的束缚电子 使部分电子挣脱共價键，从而产生电子——空穴对它们在 反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大光的 强度越大，反向电流也越大这种特性称为“光电导”。红 外线接收二极管在一般照度的光线照射下所产生的电流叫 光电流。如果在外电路上接上负载负载上就获得了电信号， 而且这个电信号随着光的变化而相应变化 [2]

书名：《单片机应用技术选编(5)》(北京航空航天大学出版社.何立民) PDF格式扫描版，全书分为8嶂共584页。2001年5月出版 内容简介 《单片机应用技术选编》系列图书是汇集了多年间国内主要期刊杂志中有关单片机应用系统的通用技术、實用技术以及相关领域中的新器件、新技术等技术文摘。反映了当时国内单片机应用、开发的先进水平具有重要参考价值。本书是第5卷选编了1996年376篇文章。其中全文编辑124篇其余252篇摘要编辑。 注：原书无书签为了方便阅读，本人在上传前添加了完整详细的书签 目 录 第┅章 单片机的综合应用技术 ??1.1 MCS251微控制器的结构简介 ??1.2 新型嵌入式单片机MCS251的技术特点和应用指南 ??1.3 用C语言开发51系列单片机高效代码 ??1.4 用C语言编写短定时中断服务程序的方法 ??1.5 Turbo C语言对汇编语言调用时数据传递的方法 ??1.6 PIC单片机软件模拟器PICSIM及其使用 ??1.7 实时控制中多任務系统实现的方法 ??1.8 8031单片机多级中断嵌套实现 ??1.9 新型存储器FRAM与非易失性存储器 ??1.10 一种串行E?2PROM的高可靠性应用和编程技术 ??1.11 接触式存储器TM原理及应用 ??1.12 电子标签DS1201原理及应用 ??1.13 新型IC卡AT88SC101/102及其应用 ??1.14 低功耗实时时钟及其应用 ??1.15 可涓流充电的串行实时时钟芯片DS1302及应用設计 ??1.16 实时时钟自动校准技术 ??1.17 用MC146818A降低单片机系统的功耗 ??1.18 DS1302串行实时时钟及其在智能电表中的应用 ??1.19 一种用GAL器件实现的可编程计數器 ??1.20 一种非标准串行输入接口 ??1.21 模拟开关的几种特殊用法 ??1.22 高速光耦6N135/6N136及其应用 ??1.23 数字电位器AD8402/AD8403原理及应用 ??1.24 图像处理器6538与8031接口技术 ??1.25 TC8830AF语音处理芯片的两种CPU工作模式 ??1.26 动态扫描式点阵液晶与80C552单片机的连接 ??1.27 汉字库在智能仪器仪表中的应用 第二章 传感器接口、數据采集与变换处理 ??2.1 实用光电传感器 ??2.2 TSV型精密集成温度传感器的原理与应用 ??2.3 数字式温度传感器与单片机89C51的接口及编程 ??2.4 应用於电容传感技术的新电路 ??2.5 利用多路A/D并行实现特高速数据采集 ??2.6 用单片机实现高频信号的数据采集 ??2.7 超高速ADC的应用误差分析 ??2.8 传感器非线性误差的修正 ??2.9 采用微机提高测量精度的方法和实现 ??2.10 微机系统模拟通道的增益自动校准 ??2.11 DAC和ADC精度校准与测试技术 ??2.12 AD7710特性及接口编程 ??2.13 新颖的20位A/D转换器AD7703 ??2.14 AD7715的原理与应用 ??2.15 高速高精度16位A/D转换器AD7884的原理及应用 ??2.16 一种由单片DAC实现的程控增益放大器和A/Ｄ转換器 ??2.17 一种软件实现A/D转换的方法 ??2.18 RCV420 Ｉ/Ｖ转换电路的几种典型应用 ??2.19 光?频率转换器TSL220的原理与应用 ??2.20 如何消除V/F转换器的误差 ??2.21 MAXIM有源滤波器设计软件 ??2.22 可编程开关电容滤波器及编程 ??2.23 用软件方法实现工频干扰信号的滤波 ??2.24 简单且理想的抗50周工频滤波算法 ??2.25 新型温度计DS1820及其与8031的多路测温接口 ??2.26 由DS1820构成的单线多点温度测量系统 ??2.27 传感器信号变送模块AD693在皮带秤中的应用 ??2.28 红外对管及其在测量滴流速度方面的应用 第三章 网络、通讯与数据传输 ?? ??3.1 MCAN微控制器局域网 ?? ??3.2 提高数据采集信号传输质量的方法 ?? ??3.3 单片机与微机通信的两种新方法 ?? ??3.4 C语言串行通讯问题及对策 ?? ??3.5 一种用C语言实现PC机与多台单片机通讯的新方法 ?? ??3.6 一种能用于光纤通信的前置放大器 ?? ??3.7 循环冗余校验的软件方法 ?? ??3.8 双端口RAM存取操作的处理方法 ?? ??3.9 多机系统中双口RAM的构成方法及应用 ?? ??3.10 用GAL实现双8031并行通信控制逻辑 ?? ??3.11 串行通信RS-232C电平转换器 ?? ??3.12 RS-422A串行通讯接口及其在MCS-51单片机中的应用 ?? ??3.13 差分总线收发器75176在主從式控制系统中的应用 ?? ??3.14 带静电保护的RS-485/ＲＳ-422接口芯片 ?? ??3.15 IEEE-488接口与RS-232接口的转换 ?? ??3.16 单片机串行接口的硬件时分扩展法及其应鼡 ?? ??3.17 集成电路ML2035、AMS3104在通信系统中的应用 ?? ??3.18 一种新型的电力线数据通讯系统 ?? ??3.19 电力线载波通信集成电路LM1893 ?? ??3.20 一体化红外线接收器及其在数据通讯中的应用 ??3.21 单片机与IBM/PC机硬盘驱动器适配器的接口 第四章 可靠性设计与抗干扰技术 ?? ??4.1 单片机系统的可靠性措施 ?? ??4.2 可靠性技术在监测系统中的应用 ?? ??4.3 IC卡应用系统的可靠性与安全性 ?? ??4.4 计算机实时控制系统软件故障的监测 ?? ??4.5 微控制器(单片机)抗干扰能力与电磁兼容性 ? ??4.6 开关电源干扰的抑制技术 ?? ??4.7 单片机测控系统的抗干扰技术 ?? ??4.8 单片机CPU的抗幹扰技术 ?? ??4.9 微机测控系统实用抗干扰研究 ?? ??4.10 微机应用系统的抗干扰设计 ?? ??4.11 工业控制计算机的抗干扰技术 ?? ??4.12 单片機系统的硬件抗干扰技术 ?? ??4.13 单片机可靠性设计的系统恢复技术 ?? ??4.14 MCS-51单片机系统失控的快速自恢复方法 ? ??4.15 微机应用系统程序夨控的若干防护措施 ?? ??4.16 "看门狗"技术在单片机系统抗干扰设计中的应用 ?? ??4.17 "看门狗"电路配套程序设计原理与技巧 ?? ??4.18 一种8031双偅软件WATCHDOG设计 ?? ??4.19 仪表接地与噪声 ?? ??4.20 数据采集系统中的信号源屏蔽、接地与滤波 ??4.21 数据采集系统中的正确接地走线及抗电网干擾 ??4.22 信号线±40V故障保护器 ?? ??4.23 雷电电磁脉冲对电子设备的危害及其防护 ? ??4.24 瞬态电压抑制器特性及应用 第五章 控制系统与功率接ロ技术 ?? ??5.1 模糊处理板和模糊系统开发工具的研制 ?? ??5.2 参数自寻优Fuzzy?PID控制器 ?? ??5.3 采用智能积分器的通用型自组织模糊控制器 ? ??5.4 带负载观测器的模糊控制直流传动系统 ?? ??5.5 用遗传算法优化模糊控制器的隶属度参数 ?? ??5.6 点位系统的模糊控制 ?? ??5.7 自適应模糊温控器 ?? ??5.8 空调器单片机模糊控制程序设计 ?? ??5.9 一种电饭锅模糊控制器 ?? ??5.10 电阻炉炉温控制中的可控硅触发技术 ?? ??5.11 新型实用过零触发调功器 ?? ??5.12 自动化装置中单片机和继电器型负载的功率接口 ?? ??5.13 用驱动器IC并联法倍增单片微机显示接口驅动功率的设计与应用 第六章 电源技术 ??6.1 Maxim直流?直流变换器特点及选用 ??6.2 电池组供电的电源系统芯片MAX714/715/716 ??6.3 由220V市电直接供电的集成稳压電源 ??6.4 自动均流技术及负载均流集成电路控制器UC3907 ??6.5 低功耗智能仪表的电源系统设计 ??6.6 80C31单片机低功耗系统及其电源控制电路的设计 ??6.7 基准电压温度漂移减小的措施 ??6.8 电压变换器7660的几种特殊用法 第七章 应用实例 ??7.1 PIC16C71单片机在投币电话中的应用 ??7.2 手提式计价电子秤--MC68HC705L5的應用

第1 页共27 页 1 概述 频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测 量其他信号的频率通常情况下计算每秒内待測信号的脉冲个数，此时我们称 闸门时间为1 秒闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长得到的频 率值就越准确，但闸门时间越長则没测一次频率的间隔就越长闸门时间越 短，测的频率值刷新就越快但测得的频率精度就受影响本文。数字频率计是 用数字显示被測信号频率的仪器被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性 变化的信号因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器 电子系统非常广泛的应用领域内到处可见到处理离散信息的数字电路。 数字电路制造工业的进步使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功 能，从而提高系统可靠性和速度 集成电路的类型很多，从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2 大 类数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统，以及其它电子设备中 一般说来，数字系统中运行的电信号其大小往往并不改变，但在实践分布上 却有着严格的要求这是数字电路的一个特点。 2 系统的总体设计： 2.1 原理设计 本频率计的设计以AT89S52 单片机为核心利用它内部的定时/计数器完成 待测信号周期/頻率的测量。单片机AT89S52 内部具有2 个16 位定时/计数器, 定时/计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出中断要求的功 能在构成为萣时器时,每个机器周期加1 (使用12MHz 时钟时,每1us 加1)，这 样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔在构成为计数器时,在相应的外部 引脚发生从1 到0 嘚跳变时计数器加1，这样在计数闸门的控制下可以用来测 量待测信号的频率外部输入每个机器周期被采样一次，这样检测一次从1 到0 的跳變至少需要2 个机器周期(24 个振荡周期) ,所以最大计数速率为时钟频率 的1/24 (使用12MHz 时钟时,最大计数速率为500 KHz) 定时/计数器的工作由 相应的运行控制位TR 控淛,当TR 置1 ,定时/计数器开始计数;当TR 清0 ,停止计 数。设计综合考虑了频率测量精度和测量反应时间的要求例如当要求频率测 量结果为4 位有效数字,這时如果待测信号的频率为1Hz ，则计数闸门宽度必须 大于1000s为了兼顾频率测量精度和测量反应时间的要求,把测量工作分为两 种方法。当待测信号的频率大于等于2Hz 时,定时/ 计数器构成为计数器以机 器周期为基准,由软件产生计数闸门,这时要满足频率测量结果为4 位有效数字, 则计数闸門宽度大于1s 即可。当待测信号的频率小于2Hz 时定时/ 计数器构 成为定时器,由频率计的予处理电路把待测信号变成方波,方波宽度等于待测信号 嘚周期。用方波作计数闸门完全满足测量精度的要求。 频率计的量程自动切换在使用计数方法实现频率测量时这时外部的待测信 号为萣时/ 计数器的计数源，利用定时器实现计数闸门频率计的工作过程为： 首先定时/计数器T0 的计数寄存器设置一定的值,运行控制位TR0 置1，启动萣 时/ 计数器0；利用定时器0 来控制1S 的定时同时定时/计数器T1 对外部的待 第2 页共27 页 测信号进行计数,定时结束时TR1 清0 ,停止计数；最后从计数寄存器讀出测量数 据，在完成数据处理后由显示电路显示测量结果。在使用定时方法实现频率测 量时,这时外部的待测信号通过频率计的予处理電路变成宽度等于待测信号周期 的方波该方波同样加至定时/ 计数器1 的输入脚。这时频率计的工作过程为: 首先定时/ 计数器1 的计数寄存器清0 ,嘫后检测到方波的第二个下降沿是否加 至定时/ 计数器的输入脚；当判定下降沿加至定时/计数器的输入脚运行控制位 TR0 置1 ,启动定时/计数器T0 对單片机的机器周期的计数，同时检测方波的第 三个下降沿；当判定检测到第三个下降沿时TR0 清0 停止计数，然后从计数 寄存器T0 读出测量数据在完成数据处理后，由显示电路显示测量结果测量 结果的显示格式采用科学计数法,即有效数字乘以10 为底的幂。这里设计的频 率计用4 位數码管显示测量结果 定时方法实现频率测量。定时方法测量的是待测信号的周期这种方法只设 一种量程，测量结果通过浮点数运算模塊将信号周期转换成对应的频率值,再将 结果送去显示这样无论采用何种方式，只要完成一次测量即可,频率计自动开 始下一个测量循环,因此该频率计具有连续测量的功能,同时实现量程的自动转 换 数字频率计的硬件框图如图2.1 所示。 由此可以看出该频率计主要由八部分组成汾别是： (1)待测信号的放大整形电路 因为数字频率计的测量范围为峰值电压在一定电压范围内的频率发生频率 发生周期性变化的信号，因待測信号的不规则不能直接送入FPGA 芯片中处 理，所以应该首先对待测信号进行放大、降压、与整形等一系列处理 (2)分频电路 将处理过的信号4 汾频，这样可以将频率计的测量范围扩大4 倍 (3)逻辑控制 控制是利用计数还是即时检测待测信号的频率。 (4)脉冲计数/定时 根据逻辑控制对待测信号计数或定时将计数或定时得到的数据直接输入 数据处理部分。 第3 页共27 页 (5)数据处理 根据脉冲计数部分送过来的数据产生一个控制信号送入脉冲定时部分， 如果用计数就可以得到比较精确的频率就将这个频率值直接送入显示译码部 分。 (6)显示译码 将测量值转换成七段译碼数据送入显示电路。 (7)显示电路 通过4 个LED 数码管将测得的频率值显示给用户 (8)系统软件 包括测量初始化模块、显示模块、信号频率测量模塊、量程自动转换模 块、信号周期测量模块、定时器中断服务模块、浮点数格式化模块、浮点数算 术运算模块、浮点数到BCD 码转换模块。 由於数据处理、脉冲计数/定时、逻辑控制和显示译码都是在单片机里完成 的所以我们可以把系统分为以下几个模块：数据处理电路、显示電路、待测信 号产生电路、待测信号整形放大电路，电源电路 2.2 主要开发工具和平台 2.2.1 原理图和印刷电路板图设计开发工具：PROTEL DXP Protel DXP 是第一套完整嘚板卡级设计系统，真正实现在单个应用程序中的 集成设计从一开始的目的就是为了支持整个设计过程，Protel DXP 让你可以 选择最适当的设计途徑来按你想要的方式工作Protel DXP PCB 线路图设计系 图2.1 数字频率计的硬件框图 显示译码 待测信号的放大整形电路 数据处理逻辑控制 脉冲计数/定时 显示電路 待测波输入 分频电路 第4 页共27 页 统完全利用了Windows XP 和Windows 2000 平台的优势，具有改进的稳定性、 增强的图形功能和超强的用户界面 Protel DXP 是一个单个的应鼡程序，能够提供从概念到完成板卡设计项目的 所有功能要求其集成程度在PCB 设计行业中前所未见。Protel DXP 采用一种 新的方法来进行板卡设计使你能够享受极大的自由，从而能够使你在设计的 不同阶段随意转换按你正常的设计流量进行工作。 Protel DXP 拥有：分级线路图设计、Spice 3f5 混合电路模拟、完全支持线路 图基础上的FPGA 设计、设计前和设计后的信号线传输效应分析、规则驱动的 板卡设计和编辑、自动布线和完整CAM 输出能力等 在嵌入式设计部分，增强了JTAG 器件的实时显示功能增强型基于FPGA 的逻辑分析仪，可以支持32 位或64 位的信号输入除了现有的多种处理器内核 外，还增强了对更多的32 位微处理器的支持可以使嵌入式软件设计在软处理 器， FPGA 内部嵌入的硬处理器 分立处理器之间无缝的迁移。使用叻 Wishbone 开放总线连接器允许在FPGA 上实现的逻辑模块可以透明的连接到各 种处理器上引入了以FPGA 为目标的虚拟仪器，当其与LiveDesign-enabled 硬 件平台NanoBoard 结合时用户鈳以快速、交互地实现和调试基于FPGA 的设 计，可以更换各种FPGA 子板,支持更多的FPGA 器件 2.2.2 单片机程序设计开发工具：KEIL C51 keil c51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单爿机C 语言软件开发 系统，和汇编相比C 在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优 势，因而易学易用 Keil c51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows 界面另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码就能体 会到keil c51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑 容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势 Keil C51 可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人 员可用IDE 本身或其它编辑器编辑C 或汇编源文件然后分别有C51 及A51 编 辑器编译连接生成单片机可执行的二进制文件（.HEX），嘫后通过单片机的烧 写软件将HEX 比较类似只不过它可以仿真MCU！唯一的缺点，软件仿真精度有 限而且不可能所有的器件都找得到相应的仿嫃模型。 使用keil c51 v7.50 + proteus 6.7 可以像使用仿真器一样调试程序可以完全 仿真单步调试，进入中断等各种调试方案 Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是，它鈈仅能仿真单片机CPU 的工 作情况也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。 因此在仿真和程序调试时关心的不洅是某些语句执行时单片机寄存器和存储 器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果 对于这样的仿真实驗，从某种意义上讲是弥补了实验和工程应用间脱节的矛 第5 页共27 页 盾和现象。 3 系统详细设计： 3.1 硬件设计 3.1.1 数据处理电路 ( 1 ) 中央处理模块的功能： 直接采集待测信号将分两种情况计算待测信号的频率： 如果频率比较高，在一秒内对待测信号就行计数 如果频率比较低，在待测信号的一个周期内对单片机的工作频率进行计数 将得到的频率值通过显示译码后直接送入显示电路，显示给用户 ( 2 ) 电路需要解决的问题 单爿机最小系统板电路的组建单片机程序下载接口和外围电路的接口。 单片机最小系统板的组建： ①单片机的起振电路作用与选择： 单片機的起振电路是有晶振和两个小电容组成的 晶振的作用：它结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率单 片机的一切指令嘚执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越 高那单片机的运行速度也就越快。MCS-51 一般晶振的选择范围为1～ 24MHz但是单片机对時间的要求比较高，能够精确的定时一秒所以也是为了 方便计算我们选择12MHz 的晶振。 晶振两边的电容：晶振的标称值在测试时有一个“负載电容”的条件在工 作时满足这个条件，振荡频率才与标称值一致一般来讲，有低负载电容（串 联谐振晶体）高负载电容（并联谐振晶体）之分。在电路上的特征为：晶振 串一只电容跨接在IC 两只脚上的则为串联谐振型；一只脚接IC，一只脚接地 的则为并联型。如确實没有原型号需要代用的可采取串联谐振型电路上的 电容再并一个电容，并联谐振电路上串一只电容的措施单片机晶振旁的2 个 电容是晶体的匹配电容，只有在外部所接电容为匹配电容的情况下振荡频率 才能保证在标称频率附近的误差范围内。 最好按照所提供的数据来如果没有，一般是30pF 左右太小了不容易起 振。这里我们选择30pF 的瓷片电容我们选择并联型电路如图3.1 所示。 ②单片机的复位电路： 2 1 Y1 12Mz C2 30pF C1 30pF XTAL1 XTAL2 图3.1 第6 页囲27 页 影响单片机系统运行稳定性的因素可大体分为外因和内因两部分: 外因：即射频干扰它是以空间电磁场的形式传递在机器内部的导体（引线 或零件引脚）感生出相应的干扰，可通过电磁屏蔽和合理的布线/器件布局衰减 该类干扰；电源线或电源内部产生的干扰它是通过電源线或电源内的部件耦 合或直接传导，可通过电源滤波、隔离等措施来衰减该类干扰 内因：振荡源的稳定性，主要由起振时间频率稳萣度和占空比稳定度决定 起振时间可由电路参数整定稳定度受振荡器类型温度和电压等参数影响复位电 路的可靠性 复位电路的基本功能昰：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定 后撤销复位信号。为可靠起见电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信 号，以防電源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位 为了方便我们选择RC 复位电路可以实现上述基本功能如图3.2 所示。 但是该电路解决不叻电源毛刺（A 点）和电源缓慢下降（电池电压不足）等 问题而且调整RC 常数改变延时会令驱动能力变差增加Ch 可避免高频谐波 对电路的干扰。 复位电路增加了二极管在电源电压瞬间下降时使电容迅速放电，一定宽 度的电源毛刺也可令系统可靠复位 在选择元器件大小时，正脈冲有效宽度? 2 个机器周期就可以有效的复位 一般选择C3 为0.1uF 的独石电容，R1 为1K 的电阻正脉冲有效宽度为： ln10*R1*C3=230>2，即可以该电路可以产生有效复位 ( 3 ) 程序下载线接口： AT89S52 自带有isp 功能，ISP 的全名为In System Programming即在线编 程通俗的讲就是编MCU 从系统目标系统中移出在结合系统中一系列内部的硬 件资源可實的远程编程。 ISP 功能的优点： ①在系统中编程不需要移出微控制器 ②不需并行编程器仅需用P15，P16 和P17这三个IO 仅仅是下载程序的时 候使用，並不影响程序的使用 ③结合上位机软件免费就可实现PC 对其编程硬件电路连接简单如图3.3 所 示。 104 C3 1K R1 S1 VCC D1 1N4007 RESET Ch 0.1uF 图3.2 复位电路 第7 页共27 页 系统复位时单片机检查状态字节中的内容。如果状态字为0则转去0000H 地址开始执行程序这是用户程序的正常起始地址。如果状态字不0 则将引导 向量的值作为程序计数器的高8 位，低8 位固定为00H若引导向量为FCH， 则程序计数器内容为FC00H 即程序转到FC00H 地址开始执行而ISP 服务程序 就是从FC00H 处开始的那么也就是进叺了ISP 状态了，接下来就可以用PC 机 的ISP 软件对单片机进行编程了 ( 4 ) 去耦电容 好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ 的高频成份。陶瓷片电容或多层陶瓷 电容的高频特性较好 设计印刷线路板时，每个集成电路的电源地之间都要加一个去耦电容。 去耦电容有两个作用：一方面是本集成電路的蓄能电容提供和吸收该集成电 路开门关门瞬间的充放电能；另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中 典型的去耦电容为0.1uf 的詓耦电容有5nH 分布电感它的并行共振频率大约在 7MHz 左右，也就是说对于10MHz 以下的噪声有较好的去耦作用对40MHz 以 上的噪声几乎不起作用。 1uf10uf 电容，并行共振频率在20MHz 以上去除高频率噪声的效果要好 一些。在电源进入印刷板的地方和一个1uf 或10uf 的去高频电容往往是有利 的即使是用电池供电的系统也需要这种电容。 每10 片左右的集成电路要加一片充放电电容或称为蓄放电容，电容大小 可选10uf最好不用电解电容，电解电容昰两层溥膜卷起来的这种卷起来的 结构在高频时表现为电感，最好使用胆电容或聚碳酸酝电容 去耦电容值的选取并不严格，可按C=1/f 计算；即10MHz 取0.1uf对微控 制器构成的系统，取0.1~0.01uf 之间都可以 从电路来说，总是存在驱动的源和被驱动的负载如果负载电容比较大， 驱动电路要把電容充电、放电才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时 候电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流由于电路中嘚电 感，电阻（特别是芯片管脚上的电感会产生反弹），这种电流相对于正常情 况来说实际上就是一种噪声会影响前级的正常工作。這就是耦合 去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化避免相互 间的耦合干扰。 旁路电容实际也是去藕合的只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给 高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径高频旁路电容一般比较小，根据谐 振频率一般是0.1u0.01u 等，洏去耦合电容一般比较大是10u 或者更大，依 据电路中分布参数以及驱动电流的变化大小来确定。 去耦和旁路都可以看作滤波正如ppxp 所说，去耦电容相当于电池避免 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P6 P17 P16 RESET P15 GND GND VCC 图3.3 程序下载线接口 第8 页共27 页 由于电流的突变而使电压下降，相当于滤纹波具体容值可以根据电流的大 小、期望的纹波大小、作用时间的大小来计算。去耦电容一般都很大对更高 频率的噪声，基本无效旁路电容就是针对高频来的，也就是利鼡了电容的频 率阻抗特性电容一般都可以看成一个RLC 串联模型。在某个频率会发生谐 振，此时电容的阻抗就等于其ESR如果看电容的频率阻抗曲线图，就会发现 一般都是一个V 形的曲线具体曲线与电容的介质有关，所以选择旁路电容还 要考虑电容的介质一个比较保险的方法就是多并几个电容。去耦电容在集成 电路电源和地之间的有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容另一方面 旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF这个电容的 分布电感的典型值是5μH。0.1μF 的去耦电容有5μH 的分布电感它的并行共振 频率大约在7MHz 咗右，也就是说对于10MHz 以下的噪声有较好的去耦效 果，对40MHz 以上的噪声几乎不起作用1μF、10μF 的电容，并行共振频率在 20MHz 以上去除高频噪声嘚效果要好一些。每10 片左右集成电路要加一片充 放电电容或1 个蓄能电容，可选10μF 左右最好不用电解电容，电解电容是 两层薄膜卷起来嘚这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或 聚碳酸酯电容去耦电容的选用并不严格，可按C=1/F即10MHz 取0.1μF， 100MHz 取0.01μF电路图如圖3.4 所示。 ⑸单片机与外界的接口 显示电路的段选使用P0 口P0 口是属于TTL 电路，不能靠输出控制P0 口 的高低电平需要上拉电阻才能实现。 由于单爿机不能直接驱动4 个数码管的显示需要数码管的驱动电路，驱动 电路采用NPN 型的三极管组成即上拉电阻又有第二个作用，驱动晶体管晶 体管又分为PNP 和NPN 管两种情况：对于NPN，毫无疑问NPN 管是高电平有 效的因此上拉电阻的阻值用2K——20K 之间的，具体的大小还要看晶体管的 集电极接的是什么负载对于数码管负载，由于发管电流很小因此上拉电阻 的阻值可以用20k 的，但是对于管子的集电极为继电器负载时由于集電极电 流大，因此上拉电阻的阻值最好不要大于4.7K有时候甚至用2K 的。对于PNP 管毫无疑问PNP 管是低电平有效的，因此上拉电阻的阻值用100K 以上的僦行 了且管子的基极必须串接一个1～10K 的电阻，阻值的大小要看管子集电极的 负载是什么对于数码管负载，由于发光电流很小因此基極串接的电阻的阻 值可以用20k 的，但是对于管子的集电极为继电器负载时由于集电极电流 大，因此基极电阻的阻值最好不要大于4.7K与外界嘚信号交换接口，电路图 如图3.5 104 CK11 104 CK12 104 CK13 104 CK14 VCC 图3.4 去耦电容 第9 页共27 页 数码管的段选通过P00～P07 口来控制的。 数码管的位选通过P20～P23 口来控制的 计算待测信号的頻率通过计数器1 来完成的所有待测信号解答计数器的T1 口上，即P3.5 ⑹单片机的选型： AT89SC52 和AT89SS52 最主要的区别在于下载电压，AT89SC52 单片机下载 电压时最小為12V而AT89S52 仅在5V 电压下就可以下载程序了，而且AT89S52 AT89S52 图3.5 单片机与外界接口 第10 页共27 页 三级加密程序存储器 32 个可编程I/O 口线。 三个16 位定时器/计数器 八個中断源。 全双工UART 串行通道 低功耗空闲和掉电模式。 掉电后中断可唤醒 看门狗定时器。 双数据指针 掉电标识符。 ②功能特性描述： AT89S52 昰一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器具有8K 在系统可编 程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼嫆。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程亦 适于常规编程器。在单芯片上拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash， 使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系統提供高灵活、超有效的解决方案 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节Flash，256 字节RAM 32 位I/O 口 线，看门狗定时器2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器一个6 姠量2 级中断结构，全双工串行口片内晶振及时钟电路。另外AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2 种软件可选择节电模式空闲模式下，CPU 停止工 莋允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下 RAM 内容被保存，振荡器被冻结单片机一切工作停止，直到下一个中断戓硬 件复位为止R8 位微控制器8K 字节在系统可编程Flash P0 口：P0 口是一个8 位漏极开路的双向I/O 口作为输出口，每位能驱动8 个 TTL 逻辑电平对P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入当访问外部程序和 数据存储器时，P0 口也被作为低8 位地址/数据复用在这种模式下，P0 具有内 部上拉电阻在flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时输出 指令字节。程序校验时需要外部上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口p1 输出缓冲器 能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时内部上拉电阻把端口拉高，此 时可以作为输入口使用作为输入使用时，被外部拉低嘚引脚由于内部电阻的 原因将输出电流（IIL）。此外P1.0 和P1.2 分别作定时器/计数器2 的外部计 数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如丅表所 示在flash 编程和校验时，P1 口接收低8 位地址字节引脚号第二功能P1.0 T2 （定时器/计数器T2 的外部计数输入），时钟输出P1.1 T2EX（定时器/计数器 T2 的捕捉/ 偅载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI （ 在系统编程用） P1.6 MISO（在系统编程用）P1.7 SCK（在系统编程用） P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口P2 输出缓冲器 能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时内部上拉电阻把端口拉高，此 时可以作为输入口使用作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于內部电阻的 原因将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16 位地址读取外部数据 存储器（例如执行MOVX @DPTR）时P2 口送出高八位地址。在这种應用 第11 页共27 页 中P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8 位地址（如MOVX @RI）访问 外部数据存储器时P2 口输出P2 锁存器的内容。在flash 编程和校验时P2 口 吔接收高8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口p2 输出缓冲器能驱 动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时内蔀上拉电阻把端口拉高，此时可 以作为输入口使用作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原 因将输出电流（IIL）。P3 口亦作為AT89S52 特殊功能（第二功能）使用如 下表所示。在flash 编程和校验时P3 口也接收一些控制信号。 引脚号第二功能P3.0 RXD（串行输入）P3.1 TXD（串行输出）P3.2 INT0(外 部Φ断0)P3.3 INT0(外部中断0)P3.4 T0（定时器0 外部输入）P3.5 T1（定时器1 外部输入）P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器写选通) RST: 复位输入。晶振工作时RST 脚持续2 个機器周期高电平将使单片机复 位。看门狗计时完成后RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器 AUXR(地址8EH)上的DISRTO 位可以使此功能无效DISRTO 默认状态丅，复 位高电平有效ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储 器时，锁存低8 位地址的输出脉冲在flash 编程时，此引脚（PROG）也用作 编程輸入脉冲在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲可 用来作为外部定时器或时钟使用。然而特别强调，在每次访问外部數据存储 器时LE 脉冲将会跳过。如果需要通过将地址为8EH的SFR 的第0 位置“1”， ALE 操作将无效这一位置“1”，ALE 仅在执行MOVX 或MOVC 指令时有 效否则，ALE 將被微弱拉高这个ALE 使能标志位（地址为8EH 的SFR 的 第0 位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选 通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号当AT89S52 从外部程序存储器执 行外部代码时，PSEN 在每个机器周期被激活两次而在访问外部数据存储器 时，PSEN 将不被激活EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到FFFFH 的外部程序存储器读取指令EA 必须接GND。为了执行内部 程序指令EA 应该接VCC。在flash 编程期间EA 也接收12 伏VPP 电壓。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端XTAL2:振荡器反相 放大器的输出端。 ③特殊功能寄存器 特殊功能寄存器(SFR)的地址空间映象如表1 所示 并不是所有的地址都被定义了。片上没有定义的地址是不能用的读这些 地址，一般将 得到一个随机数据；写入的数据将会无效用户不应该给这些未定义的地 址写入数据“1”。由于这些寄存器在将来可能被赋予新的功能复位后，这些位 都为“0” 定时器2 寄存器：寄存器T2CON 和T2MOD 包含定时器2 的控制位和状态位 （如表2 和表3 所示），寄存器对RCAP2H 和RCAP2L 是定时器2 的捕捉/自动 重载寄存器 中断寄存器：各中断允许位在IE 寄存器中，六个中断源的两个优先级也可在IE 中设置 3.1.2 显示电路 LCD 与LED 的区别。 第12 页共27 页 LED 仅仅是由8 个led 灯组成的数码显示器件电路简单，操作容噫 LCD 是有点阵组成的显示器件，该器件电路和软件复杂但是交互性好。 该系统展示给用于的数据为频率值用LED 数码管显示即可。 LED 数码管按段数分为七段数码管和八段数码管八段数码管比七段数码 管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分為1 位、2 位、4 位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共 阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到┅起形成公共阳极 (COM)的数码管共阳数码管在应用时应将公共极COM 接到+5V，当某一字段 发光二极管的阴极为低电平时相应字段就点亮。当某一芓段的阴极为高电平 时相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形 成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应鼡时应将公共极COM 接到地线 GND 上当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮当某一 字段的阳极为低电平时，相应字段就不煷 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码从而显示 出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同可以汾为静态式和动态 式两类。 ① 静态显示驱动 静态驱动也称直流驱动静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个 单片机的I/O 端口进行驱動，或者使用如BCD 码二-十进制译码器译码进行驱 动静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高缺点是占用I/O 端口多，如驱动 5 个数码管静态显礻则需要5×8＝40 根I/O 端口来驱动要知道一个89S51 单片 机可用的I/O 端口才32 个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动 增加了硬件电路的复雜性。 ② 动态显示驱动 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一动态 驱动是将所有数码管的8 个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为 每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路位选通由各自独立的I/O 线控 制，当单片机输出字形码时所有数码管都接收箌相同的字形码，但究竟是那 个数码管会显示出字形取决于单片机对位选通COM 端电路的控制，所以我们 只要将需要显示的数码管的选通控淛打开该位就显示出字形，没有选通的数 码管就不会亮通过分时轮流控制各个数码管的的COM 端，就使各个数码管轮 流受控显示这就是動态驱动。在轮流显示过程中每位数码管的点亮时间为 1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应尽管实际上各位数 码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快给人的印象就是一组稳定的显 示数据，不会有闪烁感动态显示的效果和静态显示是一样的，能夠节省大量 的I/O 端口而且功耗更低。由于我们使用的FPGA 芯片的型号为EPF10K10 有足够的IO 口分别去控制数码管的段选。这里我们采用动态显示方式 甴于FPGA 的IO 口没有足够的驱动能力去驱动数码管，所以需要数码管的 驱动电路该驱动电路我们选择由三极管组成的电路，该电路简单软件嫆易 实现。其中一个数码管的驱动电路图如图3.6 所示 数码管为共阴极，当CS1=1 时即三极管Q9 被饱和导通，则数码管的公共 极被间接接地数码管被选中，数据将在该管上显示当CS=0 时，三极管Q9 被截至则数码管的公共极被没有接地，即使CSACSB，CSCCSD，CSE 第13 页共27 页 CSF，CSGCSDP 被送入数据也不会囿显示。 CSACSB，CSCCSD，CSECSF，CSGCSDP 分别为数码管的位选， 哪一位为“1”即相应的三极管饱和导通，则相应的数码管段被点亮“0”为截 止。相应嘚数码管段灭这样数码管就有数字显示出来。 我们在该系统使用了4 个数码管使用动态显示，即通过片选是每个数码 管都亮一段时间，不断循环扫描由于人的眼睛有一段时间的视觉暂留，所以 给人的感觉是每个数码管同时亮的这样4 个数码管就把4 位十进制数据就显示 絀来了。 数码管驱动电路：由于单片机芯片没有足够的能力驱动4 个数码管因此需 要增加数码管驱动电路。 驱动电路我们可以选择由三极管组成的电路该电路简单，程序容易实现. 3.1.3 待测信号产生电路 可变基准发生器模块的功能为：主要用于仿真外界的周期性变化的信号用 於电路的测试，对频率的精度没有要求只要能产生周期性变化的信号即可。 该部分不为频率计的组成部分再加上为了节省成本我们使鼡LM555 芯片 组建的多谐振振荡器电路电路如图3.7 所示，电容C,电阻RA 和RB 为外接元 件其工作原理为接通电源后，5V 电源经RA 和RB 给电容C 充电由于电容 上电壓不能突变，电源刚接通时555 内部比较器A1 输出高电平，A2 输出低电 平即RD=1,SD=0,基于RS 触发器置“1”，输出端Q 上升到大于5V 的电压的三分之一时RD=1,SD=1,基本 RS 觸发器状态不变，即输出端Q 仍为高电平当电容两端电压Vc 上升到略大 于2*5V/3 是，RN=0,SD=1,基本RS 触发器置0输出端Q 为低电平，这时Q=1 使内部放电管饱和导通。于是电容C 经RB 和内部的放电管放电电容两端电压 按指数规律减小。当电容两端电压下降到略小于5V 电压的三分之一时内部比 较器A1 输出高电平，A2 输出低电平基本RS 触发器置1，输出高电平这 时，Q=0内部放电管截止，于是电容结束放电如此循环不止，输出端就得 到了一系列矩形脉冲如图3.8 所示。 电路参数的计算： 为了使Q 端输出频率可变RB 用电位器来取代。 电容选择如果选择105的独石电容即C=1uF= uF ，RA选1K的电10?10?6 2 时 f=240Hz, 由此可得， 该电路的输出频率范围为： 240~1443(Hz) 元器件的简介 LM555/LM555C 系列是美国国家半导体公司的时基电路。我国和世界各大 集成电路生产商均有同類产品可供选用是使用极为广泛的一种通用集成电 路。LM555/LM555C 系列功能强大、使用灵活、适用范围宽可用来产生时间 延迟和多种脉冲信号，被广泛用于各种电子产品中 555 时基电路有双极型和CMOS 型两种。LM555/LM555C 系列属于双极 型优点是输出功率大，驱动电流达200mA而另一种CMOS 型的优点是功 耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率要小得多输出驱动电流只有几 毫安。 另外还有一种双时基电路LM55614 脚封装，内部有两个相同的時基电路 单元 特性简介： 直接替换SE555/NE555。 定时时间从微秒级到小时级 可工作于无稳态和单稳态两种方式。 可调整占空比 输出端可接收和提供200mA 电流。 输出电压与TTL 电平兼容 温度稳定性好于0.005%/℃。 应用范围 精确定时 脉冲发生 连续定时 频率变换 脉冲宽度调制 脉冲相位调制 电路特點： LM555 时基电路内部由分压器、比较器、触发器、输出管和放电管等组 成，是模拟电路和数字电路的混合体其中6 脚为阀值端（TH），是上比較 器的输入2 脚为触发端（ TR ） ， 是下比较器的输入3 脚为输出端 （OUT），有0 和1 两种状态它的状态由输入端所加的电平决定。7 脚为 放电端（DIS）是内部放电管的输出，它有悬空和接地两种状态也是由输 入端的状态决定。4 脚为复位端（R）叫上低电平（< 0.3V）时可使输出端为 低电岼。5 脚为控制电压端(CV )可以用它来改变上下触发电平值。8 脚为电 源（VCC）1 脚为地（GND）。 一般可以把LM555 电路等效成一个大放电开关的R-S 触发器這个特殊 的触发器有两个输入端：阀值端（TH）可看成是置零端R，要求高电平；触发 端（TR）可看成是置位端S低电平有效。它只有一个输出端OUTOUT 可 第16 页共27 页 等效成触发器的Q 端。放电端（DIS）可看成由内部放电开关控制的一个接 点放电开关由触发器的反Q 端控制：反Q=1 时DIS 端接地；反Q=0 時 DIS 端悬空。此外这个触发器还有复位端R控制电压端CV，电源端VCC 和接地端GND 这个特殊的R-S 触发器有两个特点：（1）两个输入端的触发电平要求┅高一 低：置零端R 即阀值端TH 要求高电平，而置位端S 即触发端TR 则要求 低电平（2）两个输入端的触发电平，也就是使它们翻转的阀值电压值吔不 同当CV 端不接控制电压是，对TH（R） 端来讲> 2/3VCC 是高电平 1，< 2/3VCC 是低电平0；而对TR（S）端来讲> 1/3VCC 是高电平1，< 1/3VCC 是低电平0如果在控制端CV 加上控制电壓VC，这时上触发电平 就变成VC 值而下触发电平则变成1/2VC。可见改变控制端的控制电压值可 以改变上下触发电平值 3.1.4 待测信号整形放大电路 顾洺思义该模块的主要功能为：将周期性变化的信号变成方波送入 AT89S52 芯片检测信号也许电压比较高，在这里我们使用一个电阻和5.1V 的稳 压管组成嘚一个降压电路如果输入的信号功率比较低或输入电阻比较低需要电 压跟随器提高功率或输入电阻。然后经过一个电压比较器将不规则嘚周期性变化 的信号变成方波送入FPGA 处理电路如图3.9 所示。 电压跟随器顾名思义，就是输出电压与输入电压是相同的就是说，电 压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1电压跟随器的显著特点就是，输入 阻抗高而输出阻抗低，一般来说输入阻抗要达到几兆欧姆是很容噫做到 的。输出阻抗低通常可以到几欧姆，甚至更低在电路中，电压跟随器一般 做缓冲级及隔离级因为，电压放大器的输出阻抗一般比较高通常在几千欧 到几十千欧，如果后级的输入阻抗比较小那么信号就会有相当的部分损耗在 前级的输出电阻中。在这个时候僦需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承 上启下的作用应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗这 2 4 5 3 12 U1A R1 D1 VCC 2 4 5 3 12 U2A 10K R3 10K R4 VCC 51K R5 VCC 5V VCC 图3.9 待测信号整形放夶电路 第17 页共27 页 样，输入电容的容量可以大幅度减小为应用高品质的电容提供了前提保证。 电压跟随器的另外一个作用就是隔离在HI-FI 电蕗中，关于负反馈的争议已经 很久了其实，如果真的没有负反馈的作用相信绝大多数的放大电路是不能 很好的工作的。但是由于引入叻大环路负反馈电路扬声器的反电动势就会通 过反馈电路，与输入信号叠加造成音质模糊，清晰度下降所以，有一部分 功放的末级采用了无大环路负反馈的电路试图通过断开负反馈回路来消除大 环路负反馈的带来的弊端。但是由于放大器的末级的工作电流变化很夶，其 失真度很难保证 电压比较器是集成运放非线性应用电路，他常用于各种电子设备中它将 一个模拟量电压信号和一个参考固定电壓相比较，在二者幅度相等的附近输 出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平比较器可以组成非正弦波形变 换电路及应用于模拟與数字信号转换等领域。 图3.10 所示为一最简单的电压比较器原理图UR 为参考电压，加在运放的 同相的输入端输入电压ui 加在反相的输入端。 電路图传输特性当ui＜UR 时运放输出高电平，稳压管Dz 反向稳压工作 输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ，即uO＝UZ当ui＞UR 时，运放 输出低電平DZ 正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降UD即uo＝－ UD 因此，以UR 为界当输入电压ui 变化时，输出端反映出两种状态高电位 和低电位。 表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线称为传输特性。图3－1(b) 为(a)图比较器的传输特性 常用的电压比较器有过零电压比较器、具囿滞回特性的过零比较器、滞回电压 比较器，窗口（双限）电压比较器这里我们使用LM339 构成各种电压比较 器。 3.1.5 分频电路 ⑴频率的功能 为了提高系统的可测信号的频率添加分频器可以扩大频率的测量范围。 ⑵电路的选择与比较 分频电路可以使用CPLD 和74LS74 完成 CPLD 和74LS74 也可以实现高速频率的分频工作，但是一般情况CPLD 用 于多分频的如10 分频以上。使用1 片74LS74 可以将信号4 分频在本系统 中为了考虑成本使用74LS74，将待测信号4 分频即鈳时频率计的测量范围扩 图3.10 电压比较器原理 第18 页共27 页 大四倍，电路图如图3.11 所示 74LS74 是两个D 触发器组成的，仿真如图3.12 所示 3.1.6 5V 电源产生电路 该模塊的主要功能是：为电路中的所有的元器件提供电源。 在选择5V 稳压芯片时可以选择5.1V 稳压管或LM7805 集成芯片。由于的 不考虑负载的情况下两種选择能得到同样的效果，但是加上许多负载时， 5.1V 稳压管的输出电压会随着后面负载的输入电阻的变化而变化如果电源的 输出电阻比較大，而负载的输入电阻比较小的时候负载的变化将会引起电源 输出电压的很大的变化，由于LM7805 的输出电阻非常的大接近于无穷大， 所鉯在制作电源