毕业设计（论文）-基于单片机频率计的设计

1、吉林化工学院信控学院硬件课程设计说明书基于单片机频率计的设计学生学号：学生姓名：专业班级：指导教师：职 称：w起止日期：2016.3.28 2016.4.17吉林化工学院jilin institute of chemical technology课程设计任务书一、设计题目：基于单片机的可调电源设计二、设计目的1. 掌握stc89c52单片机最小系统及接u电路的设计；2. 掌握单片机的编程方法；3. 熟练利用keil软件进行软件仿真编程及程序下载的方法；4. 掌握可调电源设计的原理，ad转换电路的原理及方法以及显示电路和ac到dc硬件电路设 计的方法。三、设计任务及要求设计可调电源，通过争片机可

2、以知道可调电源的电压值。可调电源具有以下基木功能：1. 具有实时显示电源值；2.要求误差在5%之内。四、设计时间及进度安排设计吋间共两周(2016. 03. 282016. 04. 08)，具体安排如下表:周安排设计内容设计时间第一周了解可调电源设计的原理，设计单片机最小系统和外围电路 的原理图，学习单片机开发软件的使用。2016. 03. 282016. 04. 01按照原理图焊接电路板，学习单片机对各模块的编程驱动方法2016.04.05第二周以及掌握利用keil进行编程，学对单片机编程调试和整合方法。2016. 04. 10第三周软件下载并调试程序实现系统的基木功能。完成并提交硬件设20

3、16.04. 11计作及硬件课程设计说明书，课程设计答辩。2016.04. 17五、指导教师评语及学生成绩指导教师评语：年 月円成绩指导教师(签字)：目 录课程设计任务书i第1章课程设计的目的1第2章频率计22. 1频率计简介22. 2频率的测量方法22. 2.1无源测频法-22.2.2比较法32. 2.3示'波法42. 2.4 懺42.3频率计的作用42. 4频率计的应用范围42.5频率计的研究的目的和意义5第3章软件设计的流程63. 1 altium designer63. 2 针对 altium designer 的设计6第4章硬件设计134.1各元件简介及功能134. 1. 1

4、 sst89e516rd134. 1.2 max232cpe144. 1.3 74hc00154. 1.4 74hc393154. 1.5 n0kia5110164.2设计方案分析184. 2. 1放大整形电路的选择184. 2.2时基电路的选择184.2.3电源设计方案184.2.4振荡电路的设计194.2.5复位电路设计194. 2.6串口通信模块204.3运行-程序20第5章总结与体会21#教南犬22附录23ill-第1章课程设计的目的一、设计的目的1. 了解数字频率计的构成，并组成一个简单的数字频率计。2. 理解几种常用芯片的工作原理和应用方法。3. 会运用电子技术课程的理论知识，独立

5、完成课题4. 通过杳阅手册和文献资料，培养独立分析和解决问题的能力，培养严肃工作作风和科学态 度。二、设计任务及要求设计可调电源，通过单片机可以知道可调屯源的电压值。可调电源具有以下基本功能：1. 兵宥实时显示电源值；2. 要求误差在5%之内。三、流程图设计流程如下图1-1所示。图1-1流程图第2章频率计2.1频率计简介频率计乂称为频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电了测量仪器。频率计主要 由四个部分构成：时基（t）电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。2. 2频率的测量方法测量频率的方法宥很多，按照其工作原理分为无源测频法、比较法、示波器法和计数法等。计 数法在实质上属于比较

6、法，其屮最常用的方法是电子计数器法。电子计数器是一种最常见、最基本 的数字化测量仪器。2.2.1无源测频法无源测频法主要包括谐振法、电桥法和频率-变换电压法等方法。1. 谐振法,如下图2-1所示。ai3：i冬i 2-1谘振法2. 电桥法凡是平衡条件与频率有关的任何电桥都可用来测频，但要求电桥的频率特性尽可能尖锐。 测频电桥的利1类很多，常用的有文氏电桥、谐振电桥和双t电桥，部分内容参看有关书籍。3. 频率-电压变换法频率-电压变换法测频就是先把频率变换为电压或电流，然盾以频率刻度的电压表或电流表來 指示被测频率。下图为频率-电压变换法测正弦波频率原理桐图2-2所示。(a)图2-2频率-电压变换

7、法2.2.2比较法存源比较测频法主要包括拍频法和差频法。1.拍频法拍频法是将被测信号与标准信号经线性元件（如邛机、电压表）直接进行叠加来实现频率测量 的，其原理电路如图2-3所示。拍频法通常只用于音频的测量，而不宜用于高频测量。(b)图2-3拍频法2.差频法差频法是利用非线性器件和标准信号对被测信号进行差频变换来实现频率测景。高频段测频常 用差频法测量，如图2-4所示。图24差频法2.2.3示波法主要分为李沙育图形法和周期法。在示波器上根据李沙育图形或信号波形的周期个数进行测频。这种方法的测量频率范围从音频 到高频信号皆可。2.2.4计数法直接计数单位时问内被测信号的脉冲数，然后以数字形式显示

8、频率值。这种方法测量精确度商、 快速，适合不同频率、不k精确度测频的需要。电子计数器测频冇两种方式：一是直接测频法，即 在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二足间接测频法，如周期测频法。由于数字电路的飞速发展和集成电路的普及，计数器的应用十分广泛。利用电子技术器测量频 率具冇精度高，显示醒目宵观，测量迅速，以及便于实现测量过程ft动化等一系列突出优点，所以 该方法是目前最好的。2.3频率计的作用1. 高频测量是频率计数器独特的优势，普通示波器很难达到。频率测量很简单，将信号接入 频率计数器输入端盾再调节功能键至频率测量，屏幕即显示当前频率值。单一的频率测量只需要一 个输入通道即可。2. 频

9、率计数器周期为波形振动一次所需要的时间，是频率的倒数，如图1所示。人多数频率 计数器都会提供这项功能。信号周期的测量方法和频率测量基本相似。3. 频率计数器频率比是对两个频率进行比较，它可用來测试倍频器或前置换算器（分频器） 的性能。在许多仪器系统屮，两个频率的比值远比两个独立的频率值有意义。例如在比率电容传感 器研发中，工程师关心的重点是两个信号的频率比。4. 频率计数器统计功能：可以用来统计和显示当前输入数据的标准偏差，并能选择统计次数。 标准偏差是描述信号-致性好环的参数。标准偏差越人，表示信号幅值相差比较人，一致性差；而 较小的标准偏差表示信号的幅值都很接近，信号波动小。2. 4频率计

10、的应用范1. 频率计数器功能是根据其应用来设计的。频率计数器最常见的i、v:用是确定发射机和接收机 的特性。发射机的频率必须进行检验和校准，才能符合有关规章制度的要求。频率计数器能对输岀 频率和一些关键的内部频率点（如本振）进行测量，查明无线电发射吋候是否满足技术指标。2. 频率计数器的另一些应用包拈计算机领域，在此领域中的数据通信、微处理器和敁示器中 都使用了高性能时钟。对性能要求不高的应用领域包括对机电产品进行测量。3. 频率计数器的早期应用之一是作为信号发生器的一部分。在信号发生器信号输出之前，先 通过频率计数器部件测量该信号，测量到的结果被转换为模拟信号用于反馈控制信号发生器的频 率，

11、直到达到所需要的数值，从而能得到稳定的信号输出。很多信号发生器中都集成了频率计数器 的简单功能。例如011842信号发生器也集成丫测量范围为0.1hz50mhz的频率计功能。艾驰商城是国內最专业的mro工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式 采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及 依托线下贸易交易市场在工业用品行鼎上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图 尔克传感器、变频器、断路器、继电器、plc、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、 劳保用品等一系列自动化的工控产品。2.5频率计的研究的目的和意义毫无疑m，无论

12、是在科技研究中还是在实际应用中，频率测景的作用都显得尤为重耍。然而传 统的频率计通常采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品不但体积较大,运行速度慢， 而且测量低频信号吋不宜直接使用。随着科技的进步，为y较好的解决这一问题人们开始运用单片 机测量频率，它是一种基于时间或频率的模数转换原理，并依赖于数字电路技术发廢起來的一种妞 示被测信号频率的数字测量仪器。与传统的测量方式相比，运用了单片机频率计有着体积更小，运算速度更快，测量范围更宽的 优点，更重要的是它能大大的降低制作成本。由于传统的频率计中有许多功能是依靠硬件来实现的， 而采用单片机测量频率之后，有许多以前需要用硬件才能实现的功能

13、现在仅仅依靠软件编程就能实 现，而且不同的软件编程能够实现不同的功能，这一巨大优势无疑使将制作成本大大降低。由于当今科技的f1新w异，人们对电子产品的要求随之增高，经济、高效、精准成为人们的0 fe,就频率计来说，如果现如今还是像传统的方式来设计并制造，那敁然不能满足人们的要求。那 么基于单片机的数字频率计必将取代传统的频率计。而它的优势也显而易见,小巧轻便、集成度高、 操作简单、易于维护和修改。这些优点无不满足着人们追求经济、高效、精准的目标。试想一下, 改变程序屮的几行命令显然要比改变电路板上的几条连线要快的多，方便的多。也正是由于基于单片机的数字频率计与传统的频率计有着那么明显的优势，因

14、此，我将数字频 率计的设计与实现作为我的研究课题。通过设计频率计系统，实现信号频率的检测功能。在检测系 统的设计中，耍熟悉以单片机为核心的控制单元，以检测电路为依托的功能单元，以人机界面为媒 介的交互单元。y解频率检测的算法及软硬件的实现方式。灵活应用电子相关学科的理论知识，联 系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。在此过程中，加深对信号检测和信号处 理的理解和认识。这对我以后的工作和学习都是有很大帮助的。第3章软件设计的流程3. 1 a11 i urn des i gneraltium designer是原protel软件开发商altium公司推hi的一体化的电了产品开发系统，

15、主要 运行在windows操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、pcb绘制编辑、拓扑逻辑cj 动布线、信号完整性分析和设计输岀等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使 设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率人人提商。fi前最高版本为：altium designer 15.0.7 build 36915altium designer提供了唯一一款统一的应用方案，其综合电子产品一体化开发所需的所冇必须 技术和功能。altium designer在单一没计环境中集成板级和fpga系统设计、基于fpga和分立 处理器的嵌入式软件开发以及pcb版图设计、

16、编辑和制造。丼集成了现代设计数据管理功能，使得 altium designer成为电子产品开发的完整解决方案一个既满足当前，也满足未来丌发需求的解决方 案。电路设计动化eda (electronic design automation)指的就是将电路设计屮各种工作交由计 算机来协助完成。如电路原理图(schematic)的绘制、印刷电路板(pcb)文件的制作、执行电路 仿真(simulation)等设计工作。随着电子科技的蓬勃发展，新型元器什展出不穷，电了线路变得 越来越复杂，电路的设计工作已经无法单纯依靠手工来完成，电子线路计算机辅助设计已经成为必 然趋势，越来越多的设计人员使用快捷、高效的

17、cad设计软件来进行辅助电路原理图、印制电路 板图的设计，打印各利服表。altium designer隐了全面继承包括protel 99se、protel dxp在内的先府一系列版木的功能和优 点外，还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了 fpga 设计功能和sopc设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的fpga与pcb设计及 嵌入式设计集成在一起。由于altium designer在继承先前protel软件功能的基础上，综合了 fpga 设计和嵌入式系统软件设计功能，altium designer对计算机的系统需求比先前的版本要高一些。alti

18、um designer 6.9在单一设计环境屮集成板级和fpga系统没计、基于fpga和分立处理器 的嵌入式软件开发以及pcb版图设计、编辑和制造。并集成了现代设计数据管理功能，使得altium designer成为电子产品开发的完整解决方案一一个既满足当前，也满足未来丌发需求的解决方案。3.2 针对 altium desi gner 的设计新建一个原理图库。选择菜单栏上的【文件】一【新建】一【库】一【原理图库】，具体操作 如下图3-1所示。图3-1新建原理图之后可以看到新建的原理图库，如下图3-2所示。schlol schldwoikspacel.dsnwik工作合pcb.projcdl p

19、ijpcb工o文件授田构在痛投2« qzj曰 bj source documerts原理田schdoc pc晒 pcbdocqkjlbrmssiii schematic l±r»y docanertsk?scnb1 schbb图3-2原理图库添加原理图库和pcb库文件到新建的工程中。也可以0己绘制原理图库和pcb图座。当明确 项目要求石，可以确定原理图中所使用的元器件名称，型号和引脚定义。在新建的“工程”右键一 add new to project schematic libarary 新迷座文件（后缀名为：.schlib）,通过菜单栏下的 “place” 选择功

20、能块进行绘制。在集成库屮的原理阁库屮绘制元器件sst89e516rd的原理阁，绘制完成的原理阁如t阁3-3 所示。8910 11 121314m>-o-o17181920p1.0vccp1.1(ado)po.op1.2(adl)po.lp1.3(ad2)p0.2p1.4(ad3)p0.3p1.5(ae>4)p0.4p1.6(ad5)p0.5p1.7(ad6)p0.6rst(ad7)p0.7(rxd)p3.0ea/vpp(txd)p3.1ale/progp3.2(int0)psenp3.3(int1)(a15)p2.7p3.4(t0)(a14)p2.6p3.5(t1)(a13)p2.

21、5p3.6(wr)(a12)p2.4p3.7(rd)(a11)p2.3xtal2(a10)p2.2xtal1(a9)p2.1gnd(a8)p2.0:<h<h<h<m403938373635343332<ho3130292827262524232221i冬i 3-3 芯片 sst89e516rd新建一个pcb元件库。选择菜単紀上的【文件】一【新建】一【库】一【pcb元件库】，具 体操作如下图3-4所示。令 altium designer 6.9 - ealtium.de$igner.v6.9.12759exdmple$statesst89£516rd.sc

22、hlib - free documents. licensed to adi i oxf>(x)q9! j ljui .文件(d曲&e)(£)隳音(v)工程© s5cl©工霣(t)wokc<«oe1 d»o文件授09kj froceusoxce!j 打州 0)(0)- ctri+o 关勐c) (0ctruf43* nffiso) o)«.打砌+工作区(o(io.“ j «ff(s)(s) ctrus保存为(a).保w95i 为(y) 00.” 球餅<a)(l)阱工肋俘存没计工作区尔”nn 设计(u)

23、(u)- 打印胃v)00- j 打印(p)©-ctrifp导人ftfitsxwr) (b)工 s的设计工ft区il±(x) q0 alttm肢s(s) (s)j公共朗脚x件(fi) 曜 pcb(p)(e)j vhdl 文幃(v)，) verhog xtt(6) (fi)j c« 代sxwo(o j cjkxtt(h)(h) j asm skfika) (&)text x«(t)o cam餓m) 珀出工蚊喇(u) sobs昭k件00 09工so(l)文件澀合兔初5翼q0累它(2)sr+ifte(w) (w)招舌(r) (b)苗0(w) (w)触)(

24、h) g 3 攪式- 厢 ebuj1 pcb t£4«(y)q0类sfoocprtrt3 vhdlpc83d ®(d) (0)l-l ses(8) (fi)nsxsvjsasssuts($)uzn1_图34新建pcb元件库0己绘制pcb封装库。当从网络中找不到你想要的元件封装，或者你所用的元件是新出的产 品，此时该元件的封装需耍亲0绘制。利用游标卡尺或査看该元件datasheet中的封装信息來确定元件管脚行与列2间的距离。在新建的“工程”右键一add new to projectpcb library新建库文件（as 缀名为:.pcblib）。特别注意，封装库文件

25、自己绘制完成后需要重新命名，并且设置参考点，目的是在pcb生成 时软件能明确此元件封装的染标信息！设置参考的力7去为：edit-*set reference-pink还冇值得注意的是：在自己绘制完封装庳元件后一定别忘了设置封装的参考点，非常重要。在pcb中摆元件时，尽量依据原理图中各元件的连接关系来摆，连接近的摆的近，这样连线时简单方便。建立完成后，会发现新建的pcb元件库的设计界面，如下图3-5所示。图3-5新建pcb界面在pcb元件库屮绘制元器件sst89e516rd的pcb元件图，绘制完成的原理图如下图3-6所 示。图3-6 pcb图库建立的元件之后将建立好的pcb元件图，与原理图库中绘

26、制的元器件相关联，结來如卜图3-7所示。vcc(aoljtol(ad9 利 i(azmms(adftoecahjwt(aun>owna*rmnv*图3-7元器件关联然后，新建原理图，具体如下图3-8。album omiywr 故9 fcvmlimmofiywr.j.ltnafawtvuuxsstwcmerp.tdiub. ,rw poairnwht. ucented to w1 h oxpooqo 文幃(d t mc)(d (>/) xu (d state)工jlft) 讲) ac<w)<w)瓣助 <h)(wi j ki id iprotectswoikapece

27、l ov*«文休rffl打幵(o> (qk- ctruo 天rfkc) (d ctrum打开工o)(d- 打开设什工ft这00 qo <9w(s)(s) cth*$ 撕力(i>- fflwcmcoqo-. 全期存<a)(u种工撕你工蛇.1异人工躞bfikihflfie il2s(x)udctruf99bs)赚 pcb(p)(£)j vhoc swv)(y)yi wrilo9 x»(g)(fi)j文wo(oj c scs»(h)(u)j asm 蜃文wa) (a)j tert文轉<t)cam swm) (m) kaim 轉 &

28、lt;u)i race番攢艾4牛co (ig工s(d c(l)瓣*s体藿會僅仍霣udks(w«t+ine(w)qflot>c«ks9poorpnrtihl阁3-8新建原理i冬i值得注意的是,这里引脚上有个*字弄标识，这个很重要这个点是用来在原理图中来连接用的， 一定不耍搞反了，所以一个这个标识放在外面，而.目.我们放的这个引脚都是在坐标点为x=o,y=o 上（快捷键ctrl+honpj*以快速回到原点），因为查看元件都从这里起始的。依据上述，依次建立其他芯片，并在新建的原理图上连接元件与芯片，完成后如下图3-9所 示。ln3i>cwc<l0f mp1.0r

29、cpl.lhmx'ilx'opl.2ladliri 1pi.3i.atcw2pl.llaeoird.3pi.5hmxikl-4pi .6iadfipd.5pl .7ad6wa6kmia17uih <|rxd>1?ofavttitxi>r?jall progp?.2llnt0>psenp3.3llnti>(ai5ip2.7p3.4vto)1ai4|»2.6p?.5(tu(ai3ip2.5(aizip2.4朽?|rd>(aihp13xtal2(aioip2.2> xtali(a9lpl 1(astiplosstwfc5lf

30、1;d15_1cpikk1q0iq：1q2vxr2cp2v«w2q1iq) 2q2 cnd 2q34»>c39.)u2iavctib4biy4a2a4y2b3b2y3agn)3y1211109k74k1xi14go5v1cmchwcv15oc1-t10l72*runa-rialvhktiintxxtt2inr2inr2ol7fihue-2cic io<mcm)fihader：ib l-vts)5vm vooighd(jo-5vcviixcv*图3-9接线原理图新建pcb工程，具体如下图3-10所示i笺 album oesigner &做抓0«&

31、#171;1>1«09.127596(«0191««伽厭助.»00 pcb.projectlpijpcb. ucemed to adl 癱) imoxpooqofjaky綱的曲 iwoo ：m(o «ag> tguca imn awwm ocwiom <wtw j -j j *ain)prorcteworttw«1 onpc8.pro,ectlp»«文件wffl打jko) (q)-. cth*o导入山嫩q (octrum打幵工授<"0«- n«htio

32、g(k)oo. 期(s) ctrus fiw?xa)(a供押列51力(y)qo- 约wwmqj 种工肋5jwhf<u) (ux- -x 打a跡v)co- j na(p)® ctrupiwnaxt)c vtt porm) (m).-9ajm*£m喇紀的工santshtiftg邋出00 q0alhmj jra»s) j z«emjw«« iw 曜 pc8(p)0 1 vhdl 文蝴v)o) d vtrilog xwo (fi)j c灘代文梅0(0 j cj asm 3b»(a) (a)j t相文;: cam xwm)(m)

33、繡ail蚊喇(u) u i &usm«s4o(i0oji* /jschooc >£l | %>» k «o>i pate«工授(2)>) pc8 工*(u>幃»厲的做真qd霣它(fi)>fpga i«(f) ©i «ts(rj ib)j «a5ci«le) ©jd级mcd1图3-10建立pcb工程>.蠹如廉：cumf在生成的pcb界面，手动摆元件和连线。初步生成的pcb元件是依次排列，连线也不符合要 求，此时需要你cj己手动连

34、线和摆元件，以达到满意的要求为止。蓝线为正常线路，红线为跳线。由连线完成的原理图生成pcb图，如图3-11所示。图3-11生成pcb图第4章硬件设计4.1各元件简介及功能4.1.1 sst89e516rd采用40脚封装。sst89e516rd是8位集成存储器的51系列兼容单片机，和51系列单片机软 件兼容、开发工其兼容、管脚也兼容。sst89e516rd片内有两块superflasheeprom,分为64k 主块（blocko）和8k次块（blockl）。如图4-1所示。p1.0vccp1.1(ado)po.op1.2(adl)po.lpl.3<ad2)p0.2pl.4(ad3)p0.3

35、pl.5(ad4)p0.4p1.6(ad5)p0.5pl.7(ad6)p0.6rst(ad7)p0.7(rxd)p3.0eavpp(txd)p3.1ale/pr(xip3.2(int0)psenp3.3(int1)(a15)p2.7r3.4(t0)(a14)p2.6p3.5(t1)(a13)p2.5p3.6(wr)(a12)p2.4p3.7(rd)(ai1)p2.3xtal2(a10)p2.2xtali(a9)p2.1gnd(a8)p2.0图 4-1sst89e516rd09 8 76 5 43 2 10 9 87 6 54321 43 3 33333333222222222£>

36、;&(>>>>>?12 3 456789012 3 45 6 781920sst89e516rd 片内有师t夬 superflasheeprom，分为 64k 主块（blocko）和 8k 次块（blockl）。blocko的地址范围是oooohffffhlblockl的地址范围是looooh1 lfffh。做仿真器时blockl存储区烧写softice仿真监控程序。sst89e516rd是sst公司出产的款基于8051内核的8位竿片机。sst89e516rd最大的特 点是具冇在线调试和在线下载功能，为工程开发屮的调试提供了最大的方便。该芯片屮含冇lk的

37、ram釆64k+8k的内置可檫除程序存储器rom。其程序存储器达到了 51内裤结构单片机寻址的最 大范围，能够满足大容量程序存储的要求。sst89e516rd在5v电压吋可工作在040mhz和3v。主要特性：兼容80c51系列，内置超级flash存储器的单片机。sst89e5xxrd工作电压vdd=4.55.5v伏工作电压时040mhz的频率范囤。sst89v5xxrd工作电压vdd=2.73.6v在3伏工作电压卜，原厂保证025 mhz的工作频 率，实际最高可达40mhz。与现行的80c52列单片机硬件pin-to-pin完全兼容，软件、开发工具也完全兼容。1k*8的内部ram （256by

38、tes+768bytes,可放心使用c语言编程）。两块超级 flash eepromsst89e516rd/sst89v516rd:64k*8 的基本存储块和 8k*8 的二 级存储块（扇区大小为128字节）。sst89e58rd/sst89v58rd:32k*8的基本存储块和8k*8的二级存储块（扇区人小为128字节, 二级存储块可用于存放掉电后要保存的数据，放在内部具冇极强的抗干扰性）。独立的块加密一iap下的并行操作一块地址重映射。最大片外程序/数据地址空1x1为64k*8（当然也可以通过i/o 口进行块切换，实现超64k扩展）。三个高电流驱动引脚（每个16 ma，可宵接驱动led）。三

39、个16位定时器/计数器。全双工增强型uart帧错误检测一自动地址识别。9个中断源，四个中断优先级。看门狗定时器（watchdogtimer，缺省情况下不打开，用户不需要时可不使用）。可编程计数阵列（pca）标准为每个机器周期12个时钟，器件可选择在每个机器周期6个时 钟基础上加倍掉电检测（brow-out缺省为产生复位，也可设置为产生屮断）。降低emi模式（通过auxr sfr不允许ale输出时钟）以上三项确保了 sst单片机的髙抗 干扰性，可直接取代atmel公司的单片机。四个8位i/o 口（32根输入输出线）。4. 1.2 max232cpemax232cpe是16针smd封装1c,用于完

40、成计算机232端口数据电平转换，连接cmos 电路的，换言之，如果离开它，我们就无法用软件监控电源状态了（需要串口返问信号）。而 pic16f870则为24脚8位cmos闪存控制器。用于可监控ups当中。如图4-2所示。12345678c1+vccvddgndcl-t1outc2+r1inc2-r1outveet1int2outt2inr2inr2out图 4-2 max232cpeol>-<<f>161514131211109max232cpe完成232电平与ttl电平转换，提供一个本地接i，为调试和维护提供方便。 txd 接 sx52 的 ra2 脚，rxd 接 s

41、x52 的 ra3 脚，rs-rxd 和 rs-txd 是 rs232 电平，为标准 中门电平。数据町以从中门输入到单片机sx52, sx52再把数椐送到rtl8019as传出去。用于嵌 入式设备上的应用。4. 1.3 74hc00ttl2输入端四与非门1. 概述：74hct00是高速硅栅cmos器件，符合jedec标准的第7a,高电平4v,低电平iv，与非 门电路经常用来实现组合逻辑的运算。如图4-3所示。1avcc1b4b1y4a2a4y2b3b2y3agnd3y图 4-3 74hct001413121110982. 特征： 输入电平：cmos电平； esd 保护：hbmjesd22-al

42、l4f 超过 2000 v;毫米 jesd22-al 15-a 超过 200 v; 多种封装选项； 指定40° c-4-850 c 和40c+125° c。4.1.4 74hc393该74hc393; 7474hct393是双4级二进制纹波计数器.每个计数器配有时钟输入（ncp），压 倒一切异步主复位输入（nmr）和4缓冲并行输出（nqo到nq3）.对高到低计数器进展ncp过渡. 核磁共振一个高计数器清零阶段，并强制输出低电平，独立ncp状态.输入包拈钳位二极管.这允许使 用限流电阻接u输入电压超过5 v,如图4-4所示。123456 7cpmrq0q1q2q33nd11

43、11 11 11 11 11c:p/c2c2q02q12q22q3141312111098图 44 74hc393输入电y:-对于 74hc393: cmos 电平；-对于 74hct393: ttl 电平。符合jedec标准没宥7a。esd防护护：-hbm jesd22-a114f 超过 2000v。-mm jesd22-a115-a 超过 200v。两个与个别吋钟4位二进制计数器。除以任何二进制模块多达28在一个封装。两个主复位单独清除每个4位计数器。4. 1.5 n0kia5110nokia/谦基亚5110 lcd原理应用资料:lph7366是nokia公wj生产的可用于其5110、61

44、50, 6100等系列移动电话的液晶显示模块，国内厂家也生产有类似的兼容产品。该产品除应用于移动 电话外，也可广泛应用于各类便携式设备的显示系统。与其它类型的产品相比，该模块具有以下特占'.84x48的点阵lcd,可以敁示4行汉字。采用串行接i i与主处理器进行通信，接i信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线 仅有9条。支持多种串行通信协议（如avr单片机的s pi、mcs51的串口模式0等），传输速 率高达4mbps,可全速写入妞示数裾，无等待时间。可通过导电胶连接模块与印制版，而不用连接电缆，用模块上的金属钩可将模块固定到印制板 上，因而非常便于安装和更换。lcd控制器/驱

45、动器芯片已绑定到lcd晶片上，模块的体积很小。采用低电压供电，正常m示时的工作电流在200 p a以下，ii具有掉电模式。lph7366的这 蜂特点非常适合于电池供电的便携式通信设备和测试设备屮。如阁4-5所示。图 4-5 nokia5110nokia5110是一款经典机型，可能由于经典的缘故，旧机器很多，所以很多电子工程师就把旧 机器的屏幕拆下来，&己驱动nokia5110,用于开发的设备显示，取代lcd1602。使用nokia5110 液晶的四大理由。1. 性价比高,lcd1602可以显示32个字符，而nokia5110可以显示15个汉字，30个字符。 nokia5110 裸w仅

46、8.8 元，lcd 1602 一般 15 元左右，lcd 12864 一般 5070 元。2. 接口简单，仅四根i/o线即可驱动，lcd 1602需11根i/o线，lcd12864需12根。3. 速度快，是lcd12864的20倍，是lcd1602的40倍。4. 在nokia5110工作电压3.3v,正常显示时工作电流200ua以卜*，其宥掉电模式，适合电池 供电的便携式移动设备。可以在市场上买到nokia5110的裸屏和带pcb的nokia5110屏幕，因为 nokia5110是不带背光的，所以通常商家会在pcb上按了几个背光led,上电就能亮，建议人家 还是买那种连上pcb的5110。基于

47、初期的研究设计，连接如卜图4-6所示。+5v lcd1阁4-6 nokia511连接阁4.2设计方案分析4. 2.1放大整形电路的选择方案一：放大整形电路由三极管和与非门组成。三极管构成的放大器将输入的周期信号如正弦 波、三角波、等进行放大。将也源也压设为5v，当输入信号幅值比较大时会出现线性失真，将放 大后的波形幅度控制在5v以内。与非门构成施密特触发器对放大器的输出信号进行整形，使之成 为矩形脉冲。方案二：放大部分同方案一，整形部分是由555构成的施密特整形电路。方案对比：555定时器的灵敏度较高，输出驱动电路大，但考虑到涉及的是简易频率计，对精 度的要求不高，因此没必要使用555定时器构

48、成施密特触发器，使用与非门吋以降低成本，因此选 用方案一。4.2.2时基电路的选择方案一：吋基电路的作用是产生一个标准的吋ix!信号（高电平持续吋间为is）可用定吋器555 构成的多谢振荡器作为时基电路。多谢振荡器又称矩形波发生器，电路不具有稳定的状态，但是具 宥两个暂稳态，当电路由一个暂稳态过渡到另一个暂稳态时，其“触发”信号是由电路内部电容充 （放）电提供的，因此无需外部触发脉冲，电路工作就是在两个暂稳态之间来冋转换。在此方案屮 的时基信号由引脚3输出，脉宽由37k电阻、47k电阻及电容决定。电路图如图5所示。用555定 时器组成的多谢振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。方案二

49、：时基电路可用品体振荡器和分频器构成。品振频率取32768hz,品振产生脉冲经分频 器14级二分频后输出2hz脉冲（高、低电平各持续is）。方案比较：方案二品振分频产生标准时间精度要高于方案一种的555多谢振荡器产生的标准时 间。但是555定时器电路元件较少，结构简单使用方便。而且由于设计要求精度不是很高，所以选 用方案一。4. 2.3电源设计方案电源电路主要由变压器、桥式整形电路、7805及相关的滤波电路组成。220v交流电经变压、 整流、滤波后，由一片7805向系统提供+5v和-5v电压信号。如图4-7所示。jp1header 2f1fusc1vinvoutgnd)c )cdi bridg

50、e 12trans+ c8looouf<<t1u5lm78053图4-7电源设计连接c9looouf4. 2. 4振荡电路的设计单片机本身是一个复杂的同步时序系统，为了确保同步工作方式的实现，单片机必须有时钟信 号，以使其系统在时钟信号的控制下按时序协调工作。晶振频率时单片机的一项重要技术指标，品 振频率越高，系统的时钟频率就越高，单片机的运行速度也就越快，木次设计所用的晶振频率为 12mhz。电路如图4-8所示。c1xtal122pfc222pfrqy111.0592mhzxtal2图4-8振荡电路4.2.5复位电路设计用于产生复位信号，通过rst引脚送入单片机，进行复位操作。复

51、位电路的好坏直接影响单 片机系统工作的可靠性，单片机的复位电路共宥上电复位、按键复位和脉冲复位3种，在本次设计 巾采用按键复位电路，此电路即可实现按键复位，还可以实现上电复位。其巾上电复位是利用电容 充放电来实现的，按键复位则足通过使复位端经电阻与vcc电源接通来实现的。电路如图4-9所示。vccc710ufr110k阉4-9复位电路4.2.6串口通信模块串u通信模块的设计，该模块利用max232电平转换芯片实现ttl和232电平的转换，通过 单片机的rxd和txd引脚与上位机通信实现每秒向pc机发送一次实测频率值。如图4-10所示。cap semi loopfc4cap semi loopf

52、+5c6cap semi loopf（详见附录）c1+vccvddgndc1-t1outc2十runc2-r1outveet11nt20lttt2inr2inr20lttu424567 .81615oo1413<h1110>-9max232cpe图4-10串口通信模块4.3运行程序j?o1110d connector 9第5章总结与体会回顾起这一周來的课程设计，我感慨颇多，我体会到了设计电路、连接电路、电路仿真的苦 和甜，但是它让我学到y很多。通过课程设计我们不仅巩固z以前的理论知识，而且通过杏资料等 方式对电路进行设计及仿真，都对我们所学的专业知识进行了检验。我们从屮懂得了实践和

53、理论相 结合的重要性，从而实践动手能力和独立思考能力。在设计的过程中难免会遇到各种各样的问题，发现g己的很多不足，不知道如何对某些电路进 行检验和故障排除，这都是我所欠缺的，但足通过查阅资料学习，我得到了进一步的提高。遇到m题很正常，但我们应该将每一次的问题牢记在心，并分析清楚，以免下次遇到相同的m 题，这样我们学到的知识才能得到运用，才能让我们受益终身。在此，还得感谢老师给了我们这次动手实践的机会，使我们了解了在实际的应用中很多应该注 意却没有注意的问题，这对以后的实践有很大的帮助。还得感谢在这次课程设计屮的和我一组的组 员，他们给力我很多的帮助，使我能够顺利的完成课设。参考文献1 阎石.数

54、字电了技术基础.北京：等教竹出版社，20102 郭海文.电气试验技术.江苏：中国矿业人学出版社，20103 薛鹏赛.电子设计自动化技术实用教程.江苏：中国矿业大学出版社，20074 何晓綽.电子系统设计.浙江：浙江人学出版社，20015 姚禍安.电子电路没计与实践.山东：山东科学技术出版社，2001程序编写(主要)：void lcd_delay(word ms)whilc(-ms)int getenglishcodepos(byte ac)byte min，max，mid，midc; min=0;max=englishcharnumber-1; while( 1)if(max-min<2)if(englishcodemin=ac)mid=min;else if(englishcodemax=ac) mid=max;elsemid=0;break;mid=(max+min)/2; midc=englishcodemid; if(midc=ac)break;else if(midc>ac) max=mid-1;elsemin=mid+l;return mid;int getchinesecodepos(unsigned