器件采用高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能位和闪烁存储器组合在单个芯片中，的是种高效微控制器，是它的种精简版本。

单片机为很多嵌入式控制系统提供了种灵活性高且价廉的方案。

外形及引脚排列如图所示主要特性与兼容字节可编程闪烁存储器寿命写擦循环数据保留时间年全静态工作三级程序存储器锁定位内部可编程线两个位定时器计数器个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路管脚说明供电电压。

接地。

口口为个位漏级开路双向口，每脚可吸收门电流。

当口的管脚第次写时，被定义为高阻输入。

能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据地址的第八位。

在编程时，口作为原码输入口，当进行校验时，输出原码，此时外部必须被拉高。

口口是个内部提供上拉电阻的位双向口，口缓冲器能接收输出门电流。

口管脚写入后，被内部上拉为高，可用作输入，口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在编程和校验时，口作为第八位地址接收。

口口为个内部上拉电阻的位双向口，口缓冲器可接收，输出个门电流，当口被写时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

口当用于外部程序存储器或位地址外部数据存储器进行存取时，口输出地址的高八位。

在给出地址时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，口输出其特殊功能寄存器的内容。

口在编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

口口管脚是个带内部上拉电阻的双向口，可接收输出个门电流。

当口写入后，它摘要在电子技术中，频率是最基本的参数之，并且与许多电参量的测量方案测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。

测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高使用方便测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之。

数字式频率计的测量原理有两类是直接测频法，即在定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数二是间接测频法即测周期法，如周期测频法。

直接测频法适用于高频信号的频率测量，通常采用计数器数据锁存器及控制电路实现，并通过改变计数器阀门的时间长短在达到不同的测量精度间接测频法适用于低频信号的频率测量，本设计中使用的就是直接测频法，即用计数器在计算内输入信号周期的个数。

数字频率计是数字电路中的个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差可靠性差。

随着现场可编程单片机的广泛应用，运用单片机控制，将使整个系统大大简化，提高了系统的整体性能和可靠性。

关键词频率测量单片机数据处理目录摘要目录系统概述系统组成信号处理方法二器件简介主控制器芯片资源简介，单片机的引脚，单机的电源线，单片机的外接晶体引脚，单片机的控制线，单片机复位方式，数码管显示器简介数码管的分类，数码管的驱动方式，数码管参数，数码管应用，数码管使用的电流与电压，恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响，怎样测量数码管引脚，元件设计软件，简介，器件特点，三系统设计硬件设计，信号予处理电路，未定义书处理电路把待测信号变成方波，方波宽度等于待测信号的周期。

用方波作计数闸门，当待测信号的频率等于，使用时钟时的最小计数值为，完全满足测量精度的要求。

图系统软件框图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定时计数器的计数源，利用软件延时程序实现计数闸门。

频率计的工作过程为首先定时计数器的计数寄存器清，运行控制位置，启动定时计数器然后运行软件延时程序，同时定时计数器对外部的待测信号进行计数，延时结束时清，停止计数最后从计数寄存器读出测量数据，在完成数据处理后，由显示电路显示测量结果。

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电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的输入脚。

这时频率计的工作过程为首先定时计数器的计数寄存器清，然后检测方波高电平是否加至定时计数器的输入脚当判定高电平加至定时计数器的输入脚，运行控制位置，启动定时计数器对单片机的机器周期的计数，同时检测方波高电平是否结束当判定高电平结束时清，停止计数，然后从计数寄存器读出测量数据，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，即有效数字乘以为底的幂。

这里设计的频率计用位数码管显示测量结果前位为测量结果的有效数字第位为指数的符号第位为指数的值。

采用这种显示格式既保证了测量结果的显示精度，又保证了测量结果的显示范围。

量程自动转换的过程由频率计测量量程的高端开始。

由于只显示位有效数字，在测量量程的高端计数闸门不需要太宽，例如在频率范围，计数闸门宽度为即可。

频率计每个工作循环开始时使用计数方法实现频率测量，并使计数闸门宽度为最窄，完成测量后判断测量结果是否具有位有效数字，如果成立，将结果送去显示，本工作循环结束否则将计数闸门宽度扩大倍，继续进行测量判断，直到计数闸门宽度达到，这时对应的频率测量范围为。

如果测量结果仍不具有位有效数字，频率计则使用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，这种方法只设种量程，测量结果通过浮点数运算模块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，只要完成次测量即可，频率计自动开始下个测量循环，因此该频率计具有连续测量的功能，同时实现量程。

单片机系统，数据显示电路，实现功能，系统软件设计数据处理过程系统软件框图浮点数学运算程序实测结果和误差分析四参考文献附件程序清单系统概述系统组成频率计由单片机信号予处理电路串行通信电路测量数据显示电路和系统软件所组成，其中信号予处理电路包含待测信号放大波形变换波形整形和分频电路。

系统硬件框图如图所示。

信号予处理电路中的放大器实现对待测信号的放大，降低对待测信号的幅度要求波形变换和波形整形电路实现把正弦波样的正负交替的信号波形变换成可被单片机接受的兼容信号分频电路用于扩展单片机的频率测量范围并实现单片机频率测量和周期测量使用统的输入信号。

图系统硬件框图系统软件包括测量初始化模块显示模块信号频率测量模块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码转换模块。

系统软件框图如图所示。

信号处理方法本频率计的设计以单片机为核心，利用它内部的定时计数器完成待测信号周期频率的测量。

单片机内部具有个位定时计数器，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。

在构成为定时器时，每个机器周期加使用时钟时，每加，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到的跳变时计数器加，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次，这样检测次从到的跳变至少需要个机器周期个振荡周期，所以最大计数速率为时钟频率的使用时钟时，最大计数速率为。

定时计数器的工作由相应的运行控制位控制，当置，定时计数器开始计数当清，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位有效数字，这时如果待测信号的频率为，则计数闸门宽度必须大于。

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位有效数字，则计数闸门宽度大于即可。

当待测信号的频率小于时，定时计数器构成为定时器，由频率计的予定性和快速响应，但是由于刚刚接触，设计的时候逻辑时序设计不够简洁，很多地方还有待改进。

六实验总结这次实验是相当成功的次实验，我不仅在实验中学会了这种硬件描述语言以及基本的设计思想和方法。

更重要的是在通过设计实现自己的想法的过程中，通过和老师同学的有效交流，不断的分析各种情况，解决遇到的实际问题，大大特提高了自己分析问题和解决问题的能力，收获非常的大。

三系统设计系统软件设计数据处理过程在频率计开始工作，或者完成次频率测量，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。

在对定时计数器的计数寄存器清后，置运行控制位为，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开始，也就是从测量频率的高量程开始。

计数闸门结束时清，停止计数。

计数寄存器中的值通过进制数到进制数转换程序转换为进制数。

对进制数的最高位进行判别，若该位不为，满足测量数据有效位数的要求，测量值和量程信息起送到显示模块若该位为，将计数闸门的宽度扩大倍，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。

当上述测量判断过程直到计数闸门宽度达到，这时对应的频率测量范围为，如果测量结果仍不具有位有效数字，频率计则使用定时方法测量待测信号的周期。

定时计数器的工作这时被设置为定时器方式，在对定时计数器的计数寄存器清后，判断待测信号的上跳沿是否到来。

待测信号的上跳沿到来后，置运行控制位为，以单片机工作周期为单位，启动对待测信号的周期测量。

然后判断待测信号的下跳沿是否到来，待测信号的下跳沿到来后，运行控制位清，停止计数