基于单片机的数字频率计的设计_毕业设计.doc

吉林建筑大学电子信息工程专业毕业论文 目录 目录 基于单片机的数字频率计的设计 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u ST引脚输入到 芯片内的施密特 触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且 振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。本次设计采用手动按钮复位方式。 手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。一般采用的办法是在RST端和正 电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如图3-4所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。 RST RST 图3-4 复位电路 单片机最小系统如图3-5所示。 图3-5 单片机最小系统 3.3稳压电源电路设计 本设计采用三端稳压器，当外部断电时，凭借三端稳压器的强大功能，可以在一定的时间内保持稳定的电源，防止仪器损坏或数据丢失。稳压电源电路如图3-6所示。 图3-6 稳压电源电路 3.4信号整形电路设计 将未知信号转换为方波有很多方法，例如，施密特触发器，传统的运放以及电压比较器等等。施密特触发器有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持。利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变化为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度达到某一值时，即可在施密特触发器的输出端得到一个同等频率的矩形脉冲信号。 电压比较器可以看做放大倍数接近无穷大的运算放大器。电压比较器的功能:比较两个电压的大小（用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系） 当“+”输入端电压高于“-”输入端电压时，电压比较器输出电压为高电平； 当“+”输入端电压低于“-”输入端电压时，电压比较器输出电压为低电平； 电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可以将连续性周期的波形矩形波。电压比较器整形电路如图3-7所示。 图3-7 电压比较器整形电路 由于本设计的初衷是通用型的，简单实用，符合要求就好，不必要的尽量省去，最终选择LM393。 3.5信号分频电路与数据选择电路设计 分频与数据选择是由两个部分组成的，即分频部分和数据选择部分。 分频部分选用CD4518如图3-8所示。CD4518采用并行进位方式，只要输入一个时钟脉冲，计数单元Q1翻转一次；当Q0=1，Q3=0时，每输入一个时钟脉冲，计数单元Q1翻转一次；当Q0=Q1=1时，每输入一个时钟脉冲Q2翻转一次；当Q0=Q1=Q2=1时或Q0=Q3=1时，每输入一个时钟脉冲Q3翻转一次。这样从初始状态（“0”态）开始计数，每输入10个时钟脉冲，计数单元遍自动回复“0”态。 利用这一性质我们就可以通过两片CD4518 芯片得到十分频、一百分频和一千分频和一万分频的脉冲信号。 图3-8 CD4518引脚 图3-9 74LS151引脚 数据选择部分采用74LS151,其引脚如图3-9所示。74LS151为互补输出的8选1的数据选择器。使能端为1时，不论引脚9、10、11状态如何，均无输出，多路开关被禁止。使能端为0时，多路开关正常工作，根据地址码，即引脚9、10、11的状态选择I0到I7中某一个通道的数据输送到输出端。如此说来只需将原信号接I0，再分别将分频器分出的十分频、一百分频、一千分频和一万分频的脉冲信号接8路模拟开关74LS151的I1、I2、I3、I4、，使用单片机通过引脚11、10、9控制74LS151来选择不同的分频信号就可以实现所要的功能了，具体连接方式如图3-10所示。 图3-10 分频数据选择电路 3.6功能按键电路选择与设计 功能按键电路主要由键盘构成，常见的键盘有独立式键盘和矩阵式键盘。 (1) 独立式键盘 一键一线，各键相互独立，每个按键各接一条I/O 口线，通过检测I/O输入线的电平状态可以很容易判断哪个按键被按下。 独立式键盘的优点：电路简