多周期同步等精度频率测量计

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洛阳师范学院毕业设计论文

再外扩存储器,只要外接一块晶体和少量阻容元件,即可组成一个89C51最小系统。为了获得较快的指令执行速度和满足测量脉冲宽度和时间间隔的精度要求,选用了时钟频率为12MHz的89C51。然后根据图3.3和图3.5,将有关的外围部件逐个地连到最小系统上去,最后就得到单片机与整个频率计部件的互连方案,如图3.6 (即下图所示)。

下面是对该互连方案的有关设计思想的说明。

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图3.6单片机与整个频率计部件的互连方案

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(1)该单片机共由4组8位I/O口,在本系统中P0口用来作为双向数据口。FlashROM所占用的存储空间地址为$0000~$0FFF,由于它在片内,其高4位地址不在占用P2口,故P2口的输出全部用来作为对外围部件读写时的片选信号之用.P3口的大部分作为第二变异功能用,而P1口完全可以提供给用户使用.在本设计中P1口用来与键盘接口和输出控制命令之用.由于该频率计要用单片机处理的按键只有5个测量项目选择键,为了简化设计采用了独立连接非编码键盘,并附有中断逻辑,中断请求信号送到单片机的INT1引脚,在响应按键中断请求后,按键值由P1口的低5位读入单片机。显示刷新时间调节单稳555的反相输出信号与P1.5脚相连,供程序判断之用。P1口的最高两位用来作为输出位,P1.6输出预置闸门时间信号,P1.7输出测量复位信号。P3口中有两位是串行通信口,可将测量数据(含小数点)送到8片8位移位寄存器及8个共阳极的7段LED数码管组成的显示单元中去,此外,单元符号的驱动也是通过串行口送出来的,因此共需9片8位移位寄存器和9片驱动门。

(2)由图3.3可知,事件计数器和时间计数器的计数值均需要送到单片机中进行处理,为此在图3.5中安排了一个多路选择器及寻址逻辑,将28位事件计数器和低12位的时间计数器的计数值,以8bit(一个字节)为一组送到多路数据选择器的输入端去,在寻址逻辑的配合下,采用与读取RAM单元一样的方式,由P0口将两个计数器总共6个字节的计数值分时地读入单片机,这6个字节对应的存储空间地址为$40FF~$45FF。

由闸门B输出的时钟信号首先被送到低12位的时间计数器进行计数,然后将其进位信号再送到单片机的T1输入端,由单片机内部的16位计数器C/T1继续计数。

(3)第一个同步触发器的Q1端输出信号被送到单片机的外部中断请求信号输入端,去启动单片机内部的定时器C/T0,产生与面板上所选择的预置闸门时间值相对应的闸门信号。由面板上按键所选择的预置闸门时间(由预置闸门时间选择计数器中存的码值来代表)、通道中所设置的测量条件(脉冲边沿、输入幅度量程)的码值,均需要送入单片机中去。为了简化设计,也是通过P0口读入单片机的,其对应的存储空间地址为$2FFF。

(4)为了获得图3.4所需要的单/双通道选择测量信号,采用了一个D触发器,将其D数据端与P0口的最低位P0.0相连,时钟信号由P2.4和WR逻辑或(等效为负的逻辑与)合成得到,从而可实现对该D触发器进行写0或1的操作,不难看出写地址为$1FFF.由D触发器Q端输出的信号S/D SEL就是所要的单/双通道测量选择信号.以类似的方法,再增加一个D触发器,与前一个D触发器共用一个写地

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址,将其D数据端与P0口的P1.0相连,即可获得自检/其他测量选择信号(即ST/M SEL信号)。此外为了驱动5个测量项目指示灯,又加了一个4D锁存器,该锁存器的写操作与上述D触发器共用一个地址。


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