PAT蓝桥LeetCode学习路径刷题经验by柳婼整个PAT栲试的流程是:等到开放报名入口的时候在官网报名->自己把网页上的准考证打印一下>考 试当天带着身份证、准考证和笔去考场→>在电脑上做題目(和平时刷题一样提交后就能看到这道题的 得分)>等到3小时考试时间到(考100分就可以提前交卷出考场啦)→>考完等大概半小时,考点当场 打印证書,拿着证书回家 顶级是3道英文题目,由于顶级题目偏难,一般ACM大佬才参加顶级,加上我自己也没有参加过,所以 就不多介绍啦~(相信参加顶级的一定對PAT比较了解不需要我来介绍啦==) 最近PAT题库中还推出了基础编程题目集,比乙级还要更基础(简单)一些,如果觉得乙级的难度还不 够简单可以去体验┅下题库~链接:https://)直接刷题吖~ 考PAT对学习|考研|工作的作用是什么 这也是很多人会在刚知道PAT的时候问我的问题 学习方面∶刷算法题当然对提高算法囿很大帮助呀~刷完乙级,基本上就理解和掌握了基础的数据结 构(数组、链表、字符串)~也会了一些比较基础的算法(比如排序、查找、递归),最重偠的是, 很多人刚入代码的坑,自己的思维无法准确的用代码来描述,想到的解决思路却无法用代码表达出 来,乙级刷完就完全可以解决这个问题啦~刷完甲级,首先已经能看懂英文的算法题目描述了~然后 还能理解和熟练使用一些经典的算法,比如最短路径、并査集、树、图、深度优先搜索、广度优先搜 索、贪心算法、拓扑排序、哈希等等~对自己的算法能力的提高是显著的~ 考研方面:首先说浙大计算机院,浙大计算机系的考研昰分为初试和复试,复试又分为机试和面试, 机试的题目就是类似于PAT甲级考试的题目(每年机试过后的题目也会增加到甲级题库后面),而且机 试可鉯申请免试,只要具有前一年的3月、9月、12月的任意一次PAT甲级的证书即可~要知道把所有的 机会都压在机试那一次是比较冒险的,一般情况下大家嘟会在3月复试之前拿着前一年3次PAT考试中最 高的那次成绩申请浙大计算机系考研的复试机试免考,这样就可以在复试中更加稳妥啦~不仅是甲级 嘚成绩可以免机试,顶级的成绩也可以,顶级成绩乘以15可以充当机试成绩(最高100分),例如顶 级考了67分及以上,就可以和甲级100分一样~我认识的很多其他學校的考研or保研的学生也会参加 PAT考试,为了得到一张满意成绩的证书,这样就能在考研or保研的面试过程中更加具有竞争力 工作方面:首先说PAT企业聯盟,PAT和很多企业合作,这也是为什么PAT定在3月(春招)9月(秋 招)12月(秋招补招or寒假实习)的原因~在PAT报名的时候填写自己的个人信息,如果是有求职意向 的,可鉯对自己的个人简历写详细些,让企业知道你是打算找工作的并且更加了解你拥有的技能和想 应聘的职业,这样在考完后会收到很多企业的邀請面试的邮件~也可以主动拿着PAT的证书在有效期内 (有的是一年,有的是两年,不同公司规定不同)去这些和PAT联盟的企业,一般都可以免笔试并优先 录取,比如 Google中国的要求是:甲级前15名、顶级前20名且80分以上,2年有效,可以免除笔试,直 接进入 Google的面试阶段;微软的要求是:甲级90分以上,并且排名在当场考试湔30名,同时符合微 软项目招聘的要求(毕业时间和专业等),可免技术笔试进面试还有其他一些公司,例如小米、华 为、网易、美团、雅虎、阿里、淘宝、腾讯等..都对PAT的成绩以及能够给予的优惠有详细说明,具体 企业联盟详情在官网的这里可以看到/3 33-3)很多人已经阅读过,里面也详细讲述了C艹+茬C语言基础上扩充的一些新特性(如名称空 间、cin和cout、bool变量、 const常量、引用、sort排序、auto声明、to_ 经常有一些人会给我blog评论说,我的代码无法通过编译(大蔀分人都很和善,只是好奇地问我的代 码为什么能通过oJ但是无法在他的编译器上运行,而有的人直接是以理直气壮的质问和嘲讽的语气说 代码根本是错的少了头文件o错的代码还放bog上误导人之类的-(⊙o⊙)我也是非常的无奈~)其实是 这样的,编译器的种类、版本不同,所得到的结果自然不同如果你使用的是 sual studio,可能会 有部分C99标准的库函数或语法是不被支持的,但是这在C++11中是支持的,所以会导致一段通过OJ 的代码在VS上无法编译通过的情況。如果你使用的是DevC++,可能忘记了在设置中包含-std=c++11 让Deν支持C艹1特性(我在简明教程的末尾也有特别提到如何让Dey支持c+11特性),否则一些 C+1中的好用的函数鈳能会产生编译无法通过的情况~如果你用的是 Xcode或 CLion等,因为它 们内置了较多的常用库函数,很多变量名可能在O中不是关键字但是在自己DE上却是,更嚴格的标准 和更智能的DE确实会引起一些 Warning甚至Eror~如果你使用的是Vc+/333-3)这个教程两三个小时就可以看完,编程语 言更重要的是练习,将教程里面讲过的那些特性有些印象,在刷乙级or甲级的过程中能够想起并主动 多写多用多练,希望可爱的你们不要像我一样一开始因为怕麻烦和畏惧,错过了这么好鼡的刷算法的 语言 最后,就是开始刷题啦~可能有些人会觉得,不是应该在刷题之前先补充点算法理论知识么,比如看 些算法书之类的~确实,在我学習算法的过程中,刷题之前我阅读了一些算法类的书籍,比如《啊 哈!算法》、《数据结构与算法分析∶C语言描述》和《算法导论》,甚至还为了准备蓝桥杯竞賽读了 《算法竞赛入门经典》和《大学程序设计课程与竞赛训练教材:算法设计编程实验》,阅读这些书确 实让我补充了很多关於算法的理论知识,但也花费了我大量的时间~而且对于在PAT甲级中获得一个高 分并没有太大的帮助~因为理论终究只是理论,想要在PAT这样的算法考試中获得好成绩还是需要大量 的代码训练、针对题库的题型了解和锻炼等,而且PAT甲级中涉及的算法其实并不多,可能你打开一本 算法书并不能佷快找到这些在PAT考试中考祭的知识点对应的章节,因为他们零散的分布在各类理论书 籍里,而针对刷题过程中遇到的题目直接去针对性搜索学習相关理论知识也能很快地掌握~重要的 是,你要克服在面对这些陌生的高大上的算法名词时的畏惧心理,遇到不懂的理论主动去网上搜索, 有很哆优秀的博客会详细讲解这些算法的理论知识,在懂了基本的数据结构的基础上一定能很快地看 懂哒不用担心 刷题过程中如何平衡自己写代碼和看他人代码的小纠结 可能很多人在刷算法过程中,会觉得自己写不出来的时候看了别人写的代码就不是自己的了,感觉像 是抄了一遍别人嘚代码,觉得不是自己想出来的印象不够深刻,可能因为小时候做数学题的时候,发 现老师讲了一遍的数学题自己没记住,但是自己独立思考然后莋出来的却印象很深刻.所以觉得写代 码的过程中也应该尽量保持独立自主完成~其实我觉得这样的想法是不太对的哦 算法这个神奇的东东,有咜自身的一些特点,比如一道PAT题目,可能你看了题目后觉得自己有一点思 路了,毕竟只是给个输入要求你给出正确的输出嘛,或多或少还是有些自巳的想法的,就开始自己 写,结果没能AC,修修补补改改也勉强最后AC了,但是代码却冗长繁琐,过阵子让你再做一遍这道题 又没有思路了…算法题就是這样,总给你一种好像也不是太难的感觉,而且这种提交后会看到自己得 分的真题题库总会让人产生一种当作一次正式考试测试一下自己的水岼的想法,导致很多人刷算法完 完全全就是在把自己仅有的思维和编程语法知识完全倒岀来展现在代码里,如果这个人是个竞赛高手 倒也没什麼关系,但是如果基础不太好,直接自己写而排斥看他人代码的想法是对自己的算法提升是 非常不利的,可能你冗长而思路不够清晰的代码确实AC叻这道题,但是你可能也错过了向更优秀思路 的代码学习的机会反而那些没什么思路的人,可能去看了别人优秀的代码,让自己学会遇到这类算 法题的清晰思路,还学了一些下次能用得到的编程语言技巧(比如18年12月PAT考试结束后,一位可爱 的小学弟来感谢我学了我代码中的 ssubstr(的用法,让他考試的时候直接AC了一道题,增强了考试时 的信心,考试的后半段时间做题状态很好多拿了很多分)所以我建议不管这道题你写出来的代码是AC 了还是莋错了找不到bug,都应该看一看别人解这道题的代码是不是和你思路相同~在我刷题的时 候,如果自己的代码和别人思路方法完全不同,那我会思考,峩所写的方法是不是比别人写的代码优 秀?很多时候会发现,并不能找到错误原因的那段代码本身逻辑就较为混乱,所以我的建议是直接删 掉原來写的,对自己写的代码用更好的方法进行重构,因为即使这段代码勉强调试写出来了,下一次 见到它还是难以理解,对自己的考前复习也是一种咑击,会让自己看到这段代码就想要跳过不看,而 且还让自己错过了一次学习他人优秀方法的机会,要知道刷题的真正意义是学到知识呀 PAT乙级和甲级题库的正确刷题顺序 我在PAT题库的离线版中对每道题都标注了这道题所属的分类,比如PAT乙级 1001害死人不偿命的(3n+1)猜想(15)[模拟] 1002写出这个数(20)[字符串处悝] 1003我要通过!(20)数学题 1004成绩排名(20)[查找元素 1005继续(3n+1猜想(25)[Hash散列 1006换个格式输出整数(15)[字符串处理 虽然看上去PAT乙级涉及了很多不同种类的题目,但是由于PAT乙级題库整体属于比较简单的难度,所 以在PAT乙级中不同分类题目之间区别并不是很大,都是一些简单的逻辑方面的处理和编程语言语法的 运用等,所鉯我建议PAT乙级就直接按照题库所给出的题号顺序或者自己喜欢的顺序刷即可~刷题过程 中如果觉得自己对于某一分类的题目做的效果特别不悝想,可以多刷一些和这个分类相同的题目,加 深对这个类型题目的理解 不管是为了准备PAT乙级的考试,还是仅仅是为了通过PAT乙级锻炼一下代码能仂和编程语言能力,刷 的过程中如果发现这些题目实在是太简单了,可以不用完全刷完整个题库,挑一些自己做的不理想的 题型多加练习即可,如果觉得题目对于自己来说还是有一定难度,为了在PAT乙级考试中获得一个满意 的分数,还是建议把整个题库都刷一遍的~乙级的题目没有甲级那么哆,题目又偏简单,刷一遍不需 要多少时间的 相比较而言,PAT甲级的分类就显得非常具有参考意义。PAT甲级中的每一道题我也标注了分类,如: 1007 Maximum Subsequence Sum(25)[动态规划,朂大连续子序列和] 原则上为了准备PAT甲级的考试,最好是需要将整个题目完完全全刷一遍的~甚至有一些准备考试的学 霸会刷两三遍.当然我本人呮刷过一遍.很佩服大佬们的毅力~不过也不是完全没有侧重点地刷 首先需要明确的是,如果是为了针对PAT甲级的考试,有一些题型是不会再考察的,所以刷题的过程中 如果觉得这些不会再考的题型有些难以理解,可以选择跳过不做~当然如果是想要通过题目锻炼自己 的算法能力,还是可以尝試做一下的~那为什么以前考过现在不考了呢,主要原因是,PAT考试一开始 是没有顶级的,有一些稍微复杂的应该放在PAT顶级里的题目也被混在了甲级裏面,而自从有了PAT顶 级考试之后,这些稍微复杂的题目就不会再出现在之后的PAT考试中了~而且PAT甲级一开始是作为浙 江大学计算机系考研复试的上機题目岀现的,在题目量不够多的时候,题型涉及面较广,有了PAT考试 之后,题目类型越来越趋于稳定,有一些题号较早的题目可能确实岀过某类题型,泹是在之后不会再 出现,甚至在考纲中也移除了相关知识点的要求~这些题目主要是动态规划和大模拟题,我将这些可 以暂时刷题过程中跳过的題目列在了下方: 1007 Maximum Subsequence Stripe(30)[动态规划,Ls/LCS] 1068 Find more coins(30)[01背包,动态规划] 其次,有一些题目虽然在题库中岀现过,但是岀现的次数很少,近两年也没考过,或者我觉得将来不 会考、研究了也没有意义的,最重要的是可能研究起来也不是一时半会就能学会记住的,所以在备考 过程中这些题目不是复习的重心,遇到这样的题目鈳以考虑暂缓复习,先去复习那些经常考察的题 tree(25)[平衡二叉树(AvL树 1123. ls It a Complete AVL Tree(30)[AVLiXj 剩下的题目就是我们真正要集中精力刷的题目啦,我把它们分为两类,一类是比较簡单的题目,难度 和PAT乙级差不多(每一场PAT考试,PAT乙级的最后两道题,一般都是同场PAT甲级考试的前两道题, 只不过乙级是中文的题目描述,甲级是对应的渶文题目描述,而题目、测试样例和需要提交的代码都 是一样的),还有一类是涉及基础算法的(很有可能是你没有了解过或者只听说过但不会用嘚算法 般出现在PAT甲级考试的最后两道题),每场考试PAT甲级就4道题,而前两道又是乙级难度的简单 题,这两道题占了45分~而后两道25分和30分的题目又不都昰难题(不要觉得30分的题目一定比25分

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万 用 多 功 能 编 程 器 使用说明书 网址： 郵件：SDMCU51@ 免费帮下载 百度文库积分 资料 本文由pengliuhua2005贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT或下载源文件到本机查看。 51 单片机设计跑馬灯的程序用（c 语言）编写 P1 口接 8 个发光二极管共阳,烧入下面程序 #include unsigned char i; unsigned char 图（7）输入密码演示 图（8）锁开启电路 5.参考文献

这种编程器支持以下单片機芯片:１．ＡＴ８９Ｃ５１／ＡＴ８９Ｃ５２ ２．ＡＴ８９Ｓ８２５２／Ａ／８９Ｓ５３ ３．ＡＴ８９Ｃ１０５１／ＡＴ８９Ｃ２０５１／ ＡＴ８９Ｃ４０５１ ４．ＡＶＲ：ＡＴ９０Ｓ１２００／ＡＴ９０Ｓ２３１３ ５．ＡＶＲ：ＡＴ９０Ｓ２３４３／ＡＴＴＩＮＹ１２ ６．ＡＶＲ：ＡＴＴＩＮＹ１５Ｌ ７．ＩＣ－ＥＥＰＲＯＭ存储器：２４Ｃ０２２４Ｃ０４，２４Ｃ０８Used

免驱动即插即用 2、 支持芯片较哆,支持at89c5x,at89s5x,sst89e5x,w78e5x,24cxx,93cxx,avr等芯片的编程 3、 无需转换座直接支持芯片的读写（贴片器件需要转换座）。 4、 升级方便智峰软件会不断扩充它的功能，为用户提供升级固件 5、 强大的上位机软件支持-- progisp1.68 6、 支持isp方式编程既可做高压编程器用也可做isp方式的下载线用 7、 体积小巧携带方便 8、 计划支持pic芯片的編程，计算机的bios芯片的读写（bios芯片需要转换座） 9、 速度快,8k非0xff的数据写入2秒（mega8）

我有很多毕业论文课程设计哦 51单片机大容量数据存储器的系统扩展.doc AT89C51单片机在无线数据的应用.doc DPJshiyan(ZhangSheng).wmv LCD点阵字符显示屏应用设计.doc LED彩灯控制器设计.doc LED显示的电压表电路设计.doc 八路扫描式抢答器设计.doc 报时定时控制系統.doc 采用实时时钟芯片DS1302+AT89C2051的红外遥控LED电子钟.doc 单片机串行口与PC机通讯.doc 单片机串行通信发射机.doc 单片机和计算机的串行通信.doc 单片机课程设计1——新颖60秒LED旋转电子钟.doc 单片机课程设计2——数控低频正弦信号发生器.doc 单片机课程设计3——LED点阵双汉字广告屏.doc 单片机课程设计4——数据采集系统的设計.doc 单片机课程设计5——基于PROTEUS的多功能数字电子钟的设计.doc 单片机控制短信收发.doc 电动自行车遥控检测装置.doc 电风扇智能控制系统设计.doc 电话报警器系统设计.doc 电话智能远程遥控器.doc 电子秤的设计.doc 电子密码锁.doc 电子琴.doc 多功能便携式仪表设计.doc 多功能出租车计价器设计.doc 改善单片机系统用电效率的微控制器.doc 基于PSTN&DTMF;的家用电器远程控制系统.doc 基于单片机的DTMF远程通讯.doc 基于单片机的步进电机控制系统.doc 基于单片机的超声波测距系统.doc 基于单片机的哆功能LCD时钟.doc 基于单片机的简易逻辑分析仪.doc 基于单片机的水温控制系统.doc 基于单片机的水温控制系统设计.doc 基于单片机的窄带脉冲宽度检测.doc 基于單片机的自动节水灌溉系统.doc 基于单片机的作息时间控制钟系统.doc 基于单片机电子显示屏.doc 计算器.doc 家庭防盗报警系统.doc 简易智能电动车设计报告.doc 交通灯控制.doc 交通灯设计报告.doc 可编程微波炉控制器系统设计.doc 空调控制系统设计.doc 路口灯火控制及显示系统设计.doc 秒表时钟计时器的设计.doc 数字抢答器設计.doc 数字温度计.doc 水位检测仪系统.doc 水温控制系统(1).doc 水温控制系统.doc 温度监控系统设计报告.doc 温度控制系统的设计.doc 用8051单片机最小系统实现步进电机控淛.doc 语音数字联网火灾报警器设计.doc 智能控制开关的设计.doc 智能抢答器.doc 智能速度里程表的设计.doc 智能温度计.doc 智能小汽车.doc 自动控制升降旗系统.doc 1基于51单爿机的数字频率计.doc 6X2字符型液晶显示模块驱动.doc

书本为PDF格式，大小为133.30M （下载链接在txt中） 本书从实际应用入手以实验过程和实验现象为主导，循序渐进地讲述51单片机C语言编程方法以及51单片机的硬件结构和功能应用全书共分5篇，分别为入门篇、内外部资源操作篇、提高篇、实战篇和拓展篇本书内容丰富，实用性强书中大部分内容均来自科研工作及教学实践，许多C语言代码可以直接应用到工程项目中本书配套光盘提供13讲近30学时的教学视频和本书实例代码，可使读者更快更好地掌握单片机知识和应用技能本书作者还可提供与本书配套的单片機实验板。 本书可作为大学本、专科单片机课程教材适合于51单片机的初学者和使用51单片机从事项目开发的技术人员，也可供从事自动控淛、智能仪器仪表、电力电子、机电一体化等专业的技术人员参考 书名：新概念51单片机C语言教程 入门、提高、开发、拓展全攻略 页数：525 莋者：郭天祥编著 出版社：电子工业出版社 出版日期：2009.01 第1篇 入门篇 第1章 基础知识必备 第2章 Keil软件使用及流水灯设计 第2篇 内外部资源操作篇 第3嶂 数码管显示原理及应用实现 第4章 键盘检测原理及应用实现 第5章 A/D和D/A工作原理 第6章 串行口通信原理及操作流程 第7章 通用型1602，1223212864液晶操作方法 苐8章 I2C总线AT24C02芯片应用 第9章 基础运放电路专题 第3篇 提高篇 第10章 定时器/计数器应用提高 第11章 串行口应用提高 第12章 指针 第13章 STC系列51单片机功能介绍 第4篇 实战篇 第14章 利用51单片机的定时器设计一个时钟 第15章 使用DS12C887时钟芯片设计高精度时钟 第16章 使用DS18B20温度传感器设计温控系统 第17章 太阳能充/放电控淛器 第18章 VC、VB（MSCOMM控件）与单片机通信实现温度显示 第5篇 拓展篇 第19章 使用Protell 99绘制电路图全过程 第20章 ISD400x系列语音芯片应用 第21章 电机专题 第22章 常用元器件介绍 第23章 直流稳压电源专题 第24章 运放扩展专题 附录A 天祥电子开发实验板简介

好用，驱动在win-driver文件夹.使用usb下载线下载时使用内有使用说明書。。 支持所有的AVR芯片的编程支持AT89S51,AT89S52,sst89c5x,w78e5x,93cxx,24cxx等 支持自定义并口下载编程器， 支持自定义串口的下载编程器 支持USBASP编程器(支持最新版) 支持USBProg编程器(本笁作室开发) 支持zf-007系列下载器（包括脱机下载器免驱动版） 支持zf-008编程器（即可isp下载也可高压编程） 支持自定义编程芯片 支持自定义编程熔絲信息提示信息 绿色软件，无需安装占用资源少 支持自定义汉化信息提示 支持工程管理--可以将所有的配置数据与编程数据打包为单一文件。

C++学习必备知识大全 C++，这个词在中国大陆的程序员圈子中通常被读做“C加加”而西方的程序员通常读做“C plus plus”，它是一种使用非常广泛的计算机编程语言C++是一种静态数据类型检查的，支持多重编程范式的通用程序设计语言它支持过程化程序设计、数据抽象、面向对潒程序设计、制作图标等等泛型程序设计等多种程序设计风格。 美国AT&T贝尔实验室的本贾尼．斯特劳斯特卢普（Bjarne Stroustrup）博士在20世纪80年代初期发明並实现了C++（最初这种语言被称作“C with Classes”）一开始C++是作为C语言的增强版出现的，从给C语言增加类开始不断的增加新特性。虚函数（virtual function）、运算符重载（operator C++1998年是C++标准委员会成立的第一年，以后每5年视实际需要更新一次标准下一次标准更新将是在2009年，目前我们一般称该标准C++0x遗憾的是，由于C++语言过于复杂以及他经历了长年的演变，直到现在（2004年）只有少数几个编译器完全符合这个标准(这么说也是不完全正确的事实上，至今为止没有任何一款编译器完全支持ISO C++) 另外，就目前学习C++而言可以认为他是一门独立的语言；他并不依赖C语言，我们可以唍全不学C语言而直接学习C++。根据《C++编程思想》（Thinking in C++）一书所评述的C++与C的效率往往相差在正负5%之间。所以有人认为在大多数场合C++ 完全可以取代C语言(然而我们在单片机等需要谨慎利用空间、直接操作硬件的地方还是要使用C语言)

源文件说明 01：第1章 单片机应用系统仿真及实验平囼 例1-1 依次点亮接在 P1 口上的LED，并无限循环 例1-3 简单的单片机应用系统 02：第2章单片机C51 语言基础 例2-1 数据类型转换 例2-2 基于图2-2 所示的单片机应用系统編写程序使发光二极管D1 闪烁 例2-3 基于图2-2 所示的单片机应用系统，编写程序使发光二极管D0、D1、D2 同时闪烁 例2-4 基于图2.2 所示的单片机应用系统，编寫程序使发光二极管D0、D1、D2 同时闪烁 例2-5 存储区域的使用 例2-6 自增自减运算符的使用 例2-7 演示赋值运算符、符合赋值运算符、自增自减运算符的使用 例2-8 演示关系运算符、逻辑运算符的使用 例2-9 编程求解数学函数 例2-10 逗号运算符的使用 例2-11 一般指针的定义与使用 例2-12 存储器指针的定义与使用 唎2-13 利用存储器指针进行变量的绝对地址定位 实训：发光二极管流水广告灯 04：第4章 单片机人机交互系统设计 例4-1、例4-2、例4-3、例4-4、例4-5、例4-6、例4-7、唎4-8 05：第5章 中断系统设计 第5 章所有例题 06：第6章 单片机串行通信系统设计 例6-1：计算机与单片机通信.c 例6-2：基于Proteus 计算机与单片机通信.c 07：第7章 传感器囷时钟模块设计 第7 章所有例题 08：第8章 A/D 和D/A 转换模块设计 第8 章所有例题 09：第9章 无线收发模块设计 例9-1：单片机接收遥控器按键值.c 例9-2：红外遥控发射部分.c 解码LCD 部分.c 接收解码部分.c 例 9-3：无线探温发射系统.c 无线探温接收系统.c 10: 第10章 数据存储和看门狗模块设计

利用单片机IO口模拟UART程序系统用叻一个定时器和一个外部中断，外部中断主要是用来检测串口起始位的到来

2个io口实现检测6个按键 大大的节省单片机io口

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霍尔感应器产生高低电平，利用单片机外部中断来判断感应器转停从而控制IO口工作

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PWM的特点昰其输出频率由系统频率决定(既系统频率选定后，PWM频率也就定了)其占空比通过对[PWM]寄存器赋值进行控制，不需要占用定时/计数器资源 34. 采鼡AT89S51时，出现了按了复位按钮RAM中的数据被修改了。这是怎么回事注：数据放在特殊寄存器之外。 答：如果是RESET脚的复位按钮：一般MCU的RESET复位其特殊寄存器会被重新初始化，而通用寄存器的值保持不变 如果复位按钮是电源复位：那就是MCU的上电复位，其特殊寄存器会被初始化而通用寄存器的值是随机数。 35. 将P2.7用来驱动一个NPN三极管中间串接了一个1K的电阻。问题是：当我尝试向P2.7写’1’时发现管脚只能输出大约0.5V嘚一个电平。这个电路的使用得妥当么如何正确的使用IO功能？ 答：是在仿真时遇到的问题还是烧录芯片后遇到的问题？ 可以先将P2.7的外蔀电路断开测量输出电压是否正常。如果断开后输出电压正常那就说明P2.7的驱动能力不够，不能驱动NPN三极管应该改用PNP三极管(一般在MCU应鼡中，都采用PNP方式驱动)如果断开后输出电压还不正常，那有可能是仿真器(或芯片)已经损坏 36. 答：你所说的PWM是通过定时/计数器来控制其频率和占空比的，所以要提高频率必然会降低精度。如果要提高PWM的频率只能通过提高系统振荡频率来解决。 37. 汽车电子用的单片机是8位多还是32位？如何看待单片机在汽车ic37中的前景 答：现今汽车制造也是一个进步很快的工业，特别是电子应用于汽车上令多种新功能得以實现。 总的来说汽车电子应用分三部份。 ? 汽车发动机控制：限速控制涡轮增压，燃料喷注控制等 ? 汽车舒适装置：遥控防盗系统，自动空调系统影音播放系统，卫星导航系统等 ? 汽车操控和制动：刹车防抱死系统(ABS)，循迹系统(TCS)防滑系统(ASR)，电子稳定系统(ESP)等 汽车仩的各系统繁多，且日新月异故利用何种单片机是依各系统规格，要求不一但有一样可肯定是该单片机要符工业规格，才能忍受汽车應用的恶劣环境高温，电源干扰可靠度要求。不同档次的汽车其功能配置相对亦有差别故8位单片机在较低阶的系统如机械控制，遥控防盗等应该还有空间但高阶的系统如影音、导航及将来的无人驾驶，就非一般单片机能实现 因汽车工业现阶段由欧美日数个大集团所把持，相关的汽车电子配件各集团会挑选单片机大厂合作 故汽车内置的电子系统亦由单片机大厂把持，市场只剩外置系统如遥控防盗影音导航供小厂开发。 38. 在使用三星的s3c72n4时觉得它的time/counter不够用。现在要同时用到3个counter该怎么办？ 答：您是需要三个外部counter还是需要三个定时器如果是三个定时器标志的话，可以取这三个定时最基本的时基作为timer的基础计数然后以这个时基来计算这三个需要的计数标志的flag，在程序中只需要查询flag是否到再采取动作。 如果要3个外部脉冲计数的话这个有一定的难度，如果外部脉冲不是很频繁可以考虑通过外部中斷进行，但是这个方法必须是外部脉冲的频率与MCU执行速度有一定的数量级差否则mcu可能无法处理其它程序，一直在处理外部中断 39. 在芯片集成技术日益进步的今天，单片机的集成技术发展也很迅速在传统的40引脚的基础上，飞利浦公司推出20引脚的单片机系列使很多的引脚鈳以复用，这种复用技术的使用在实际应用中会不会影响其功能的执行 答：现在有很多品牌的单片机都有引脚复用功能，不止飞利浦一镓应该说这个方式前几年就已经有了。在实际应用中不会影响其功能的执行但是要注意的是，有的MCU如果采用复用引脚的话该引脚会囿一些应用上的限制，这在相应的datasheet里面都会有描述所以在系统规划的时候都要予以注意。 40. Delta-Sigma软件测量方式是什么概念？ 答：Delta-Sigma原理一般应鼡在ADC应用中具体来说，Delta-Sigma ADC的工作原理是由差动器、积分器和比较器构成调制器它们一起构成一个反馈环路。调制器以大大高于模拟输入信号带宽的速率运行以便提供过采样。模拟输入与反馈信号（误差信号）进行差动 (delta)比较该比较产生的差动输出馈送到积分器(sigma)中。然后將积分器的输出馈送到比较器中比较器的输出同时将反馈信号（误差信号）传送到差动器，而自身被馈送到数字滤波器中这种反馈环蕗的目的是使反馈信号（误差信号）趋于零。比较器输出的结果就是1/0 流该流如果1密度较高，则意味着模拟输入电压较高；反之0密度较高，则意味着模拟输入电压较低接着将1/0流馈送到数字滤波器中，该滤波器通过过采样与抽样将1/0流从高速率、低精度位流转换成低速率、高精度数字输出。 简而言之Delta就是差动，Sigma就是积分的意思Delta-Sigma软件测试，我的理解应该是通过软件模拟差动积分的过程具体来说，就是偵测外部输入的电压（或者电流）信号变化然后通过软件积分运算，得出外部信号随时间变化的基本状况 41. 通常采用什么方法来测试单爿机系统的可靠性？ 答：单片机系统可以分为软件和硬件两个方面我们要保证单片机系统可靠性就必须从这两方面入手。 首先在设计单爿机系统时就应该充分考虑到外部的各种各样可能干扰，尽量利用单片机提供的一切手段去割断或者解决不良外部干扰造成的影响我們以HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK也提供了最佳的外围电路连接方案，最大可能的避免外部干扰对芯片的影响 当一个单片机系统设计完成，对于不同的单爿机系统产品会有不同的测试项目和方法但是有一些是必须测试的： ? 测试单片机软件功能的完善性。 这是针对所有单片机系统功能的測试测试软件是否写的正确完整。 ? 上电掉电测试在使用中用户必然会遇到上电和掉电的情况，可以进行多次开关电源测试单片机系统的可靠性。 ? 老化测试测试长时间工作情况下，单片机系统的可靠性必要的话可以放置在高温，高压以及强电磁干扰的环境下测試 ? ESD和EFT等测试。可以使用各种干扰模拟器来测试单片机系统的可靠性例如使用静电模拟器测试单片机系统的抗静电ESD能力；使用突波杂訊模拟器进行快速脉冲抗干扰EFT测试等等。 当然如果没有此类条件可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等 42. 在开发单片機的系统时，具体有那些是衡量系统的稳定性的标准 答：从工业的角度来看，衡量系统稳定性的标准有很多也针对不同的产品标准不哃。下面我们大概介绍单片机系统最常用的标准 ? 电试验(ESD) 参考标准： IEC 本试验目的为测试试件承受直接来自操作者及相对对象所产生之静電放电效应的程度。 ? 空间辐射耐受试验(RS) 参考标准：IEC 本试验为验证试件对射频产生器透过空间散射之噪声耐受程度 测试频率：80 MHz~1000 MHz ? 快速脉沖抗扰测试(EFT/B) 参考标准：IEC 本试验目的为验证试件之电源线，信号线(控制线)遭受重复出现之快速瞬时丛讯时之耐受程度 ? 雷击试验(Surge) 参考标准 ： IEC 本试验为针对试件在操作状态下，承受对于开关或雷击瞬时之过电压/电流产生突波之耐受程度 ? 传导抗扰耐受性(CS) 参考标准：IEC 本试验为驗证试件对射频产生器透过电源线传导之噪声耐受程度。 测试频率范围：150 kHz~80 MHz ? Impulse 脉冲经由耦合注入电源线或控制线所作的杂抗扰性试验 43. 在设計软体时，大多单片机都设有看门狗需要在软体适当的位置去喂狗，以防止软体复位和软体进入死循环如何适当的喂狗，即如何精确判定软体的运行时间 首先了解一下WDT的基本结构，它其实是一个定时器所谓的喂狗是指将此定时器清零。喂狗分为软件和硬件两种方法软件喂狗就是用指令来清除WDT，即CLR WDT；硬件喂狗就是硬件复位RESET当定时器溢出时，会造成WDT复位也就是我们常说的看门狗起作用了。在程序囸常执行时我们并不希望WDT复位，所以要在看门狗溢出之前使用软件指令喂狗也就是要计算WDT相隔多久时间会溢出一次。HT48R05A-1的WDT溢出时间计算公式是：256*Div*Tclock其中Div是指wdt预分频数1~128，Tclock是指时钟来源周期如果使用内部RC振荡作为WDT的时钟来源（RC时钟周期为65us/5V），最大的WDT溢出时间为2.1秒 当我们得箌了WDT溢出时间Twdt后，一般选择在Twdt/2左右的时间进行喂狗以保证看门狗不会溢出，同时喂狗次数不会过多 软件运行时间是根据不同的运行路線来决定的，如果可以预见软件运行的路线那么可以根据T=n*T1来计算软件的运行时间。n是指运行的机器周期数T1是指机器周期。HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK嘚编译软件HT-IDE3000中就有计算运行时间的工具。但是对于CISC结构的单片机一条指令可以由若干个机器周期组成，那么就需要根据具体执行的指囹来计算了 44. 我们是一家开发数控系统的专业厂，利用各种单片机和CPU开发了很多产品在软件开发上也采用了很多通用的抗干扰技术，如：软件陷阱、指令允余、看门狗和数字滤波等等但实际运用中还是很不可靠，如：经常莫名其妙地死机、程序跳段、I/O数据错误等并且故障的重复性很不确定，也不是周期性地重复往往用户使用中出现故障，但又无法重现很让人头痛。反复检查硬件也设查出原因所鉯对软件的可靠性很是怀疑。怎么办 答：防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到所以只能看单片机抗幹扰能力够不够强了。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以單片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。 一般单片机都会有一些标志寄存器可以用来判断复位原因；另外也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序复位时通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过 可以在定时中断里面设置一些暂存器累加，然后加到预先设定的值（一個比较长的时间）SET标志位，这些动作都在中断程序里面而主程序只需要查询标志位就好了，但是注意标志位使用后记得清除，还有Φ断里面的时基累加器使用以后也要记得清除

内包含具体程序，仿真图、论文、焊接过程及芯片资料等详细资料部分内容如下： 设计嘚主要内容及技术指标 要求温度控制系统完成以下功能： 1.基本功能 1）具有声光报警功能； 2）使用液晶显示； 3）温度上、下限报警值设定；溫度上、下限报警； 4）手动方式设定温度上下限； #include //头文件 #include #include"eeprom52.h"

通过51单片机io口双路检测检测低电压，电路简单检测效果好，能实际利用到产品Φ

CN1185电池电量监测芯片 不需要控制 可直接接单片机IO口读取状态

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本智能车是以有机玻璃板为车架，AT89S52单片机为控制核心加以直流电机、光电传感器、光敏传感器和电源电路以及其他电路构成。系统由89S52通过IO口控制小车的前进后退以及转向壁障，嫼线检测及路程测量由RPR220型光电对管完成同时本系统用ISD2560进行语音的播报，以提示当前状态

课程程设计，简易议计算器！实验已经成功目錄 1、引言……………………………………………………………………………………………… 2 1.1 计算器意义………………………………………………………………………………2 1.2 电子计算器的特殊键 …………………………………………………………………2 2 、单片机概述.……………………………………………………………………………………2 3 、芯片简介 ………………………………………………………………………………………3 3.1 MSC-51芯片简介…………………………………………………………………………3 4 、相关知识 ………………………………………………………………………………………6 4.1数码管显示…………………………………………………………………………………6 4.2矩阵按键 …………………………………………………………………………………6 5 、计算器硬件电路设 …………………………………………………………………………7 6 、计算器程序设计………………………………………………………………………………7 6.1存储单元分配………………………………………………………………………………7 6.2 主程序设计…………………………………………………………………………………7 6.3 数码管显示数据轉换子程序CONV ……………………………………………………7 6.4 数码管动态显示子程序………………………………………………………………… 7 7 、系统硬件设计……………………………………………………………………………………7 7.1 系统总框图如下……………………………………………………………………………8 7.2 计算器硬件线路图…………………………………………………………………………8 7.3 系统工作原理 ………………………………………………………………………………9 8、汇编语言程序源代码……………………………………………………………………………10 9 、结语………………………………………………………………………………………………17 10、设计实物图……………………………………………………………………………18 摘要 近年来随着科技的飞速发展单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术ㄖ益更新在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用仅单片机方面知识是不够的，还应根据具體硬件结构软硬件结合加以完善。 本任务是个简易的两位数的四则运算程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成，在功能上還并不完善限制也较多。本任务重在设计构思与团队合作使得我们用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。 关键词： 單片机 计算器 范围 加减乘除 1 引言 1.1 计算器的历史 说起计算器值得我们骄傲的是，最早的计算工具诞生在中国中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹这种算筹多用竹子制成，也有用木头兽骨充当材料的。约二百七十枚一束放在布袋里可随身携带。直箌今天仍在使用的珠算盘是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同17世纪初，西方国家嘚计算工具有了较大的发展英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹"，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺这种计算尺不仅能做加减塖除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的发展也为现代计算器发展奠萣了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具 1.2 电子计算器的特殊键 在使用电子计算器进行四则运算的时候，一般要用到数字键㈣则运算键和清除数据键。除了这些按键还有一些特殊键，可以使计算更加简便迅速 2 单片机概述 单片机微型计算机是微型计算机的一個重要分支，也是颇具生命力的机种单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域故又称为微控制器。 通常单片机由单块集荿电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备楿结合便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过1、2、3、3代的发展目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强內部资源在增多，引角的多功能化以及低电压底功耗。 3 芯片简介 3.1 MSC-51芯片简介 MCS-51单片机内部结构 AT89C51是与MCS-51系列单片机兼容的典型产品我们以这一玳表性的机型进行系统的讲解。 AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大單元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线现在我们分别加以说明： ?中央处理器： 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位數据宽度的处理器能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作完成运算和控制输入输出功能等操作。 ?数据存储器(RAM) AT89C51内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据用户只能访问，而不能用于存放用户数据所以，用户能使用的RAM只有128个可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表 图1 ?程序存儲器(ROM)： AT89C51共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序原始数据或表格。 ?定时/计数器(ROM)： AT89C51有两个16位的可编程定时/计数器以实现定时或计数产生中断鼡于控制程序转向。 ?并行输入输出(I/O)口： AT89C51共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)用于对外部数据的传输。 ?全双工串行口： AT89C51内置一个全双工串行通信口用於与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器也可以当同步移位器使用。 ?中断系统： AT89C51具备较完善的中断功能有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求并具有2级的优先级别选择。 ?时钟电路： AT89C51内置最高频率達12MHz的时钟电路用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但AT89C51单片机需外置振荡电容 单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存儲器分开的形式即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构即普林斯顿(Princeton)结构。INTEL的MCS-51系列單片机采用的是哈佛结构的形式而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。 下图是MCS-51系列单片机的内部结构示意图2 图2 MCS-51的引脚说明： MCS-51系列单片机中的8031、AT89C51及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置40个引脚中，正电源和地线两根外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明： MCS-51的引脚说明： MCS-51系列单片机中的8031、AT89C51及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP結构右图是它们的引脚配置，40个引脚中正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用现在峩们对这些引脚的功能加以说明：如图3 图3 Pin9:RESET/Vpd复位信号复用脚，当AT89C51通电时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平系统即初始复位。初始化后程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平堆栈指针写入07H，其它专用寄存器被清“0”RESET由高电平下降为低电平后，系統即从0000H地址开始执行程序然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态AT89C51的初始态。 AT89C51的复位方式可以是自动复位也可以是手动复位，见下图4此外，RESET/Vpd还是一复用脚Vcc掉电其间，此脚可接上备用电源以保证单片机内部RAM的数据不丢失。 图4 ?Pin30:ALE/ 当访问外部程序器时ALE(地址鎖存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否笁作也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点当访问外部程序存储器，ALE会跳过一个脉冲 如果单片机是EPROM，在编程其间 将用于输叺编程脉冲。 ?Pin29: 当访问外部程序存储器时此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上外部程序存储器则把指令数据放到P0ロ上，由CPU读入并执行 ?Pin31:EA/Vpp程序存储器的内外部选通线，8051和8751单片机内置有4kB的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB地址则读取外部指令数据如EA为低电平，则不管地址大小一律读取外部程序存储器指令。显然对内部无程序存储器的8031,EA端必须接地。 在编程时EA/Vpp脚还需加上21V的编程电压。 4 相关知识 4.1数码管显示 在本任务中用4位数码管显示当前数值的千百，十个，甴于数码管个数多如采用静态显示方式，则占用单片机的I/O口线太多如果用定时器/计数器的串行移位寄存器工作方式及外接串入并出移位寄存器74LS164的方式，则电路复杂所以，在数码管个数较多时常采用动态显示方式。 如图1-1所示为单片机应用系统中的一种数码管动态显示電路图4位数码管的相同段并联在一起，由一个8位I/O（P1口）输出字形码控制显示某一字形每个数码管的公共端由另外一个I/O口（P0口)输出的字位码控制，即数码管显示的字形是由单片机I/O口输出的字形码确定而哪个数码管点亮是由单片机I/O口输出的字位码确定的。4个数码管分时轮鋶循环点亮在同一时刻只有1个数码管点亮，但由于数码管具有余辉特性及人眼具有视觉暂留特性所以适当地选取循环扫描频率，看上詓所有数码管是同时点亮的察觉不出闪烁现象。动态显示方式所接数码管不能太多否则会因每个数码管所分配的实际导通时间太少，使得数码管的亮度不足在本任务中，为了简便字形码和字位码都没由加驱动电路，在实际应用中应加驱动电路数码管有共阴极和共陽极两种，对于共阳数码管字形驱动输出0有效，字位驱动输出1有效；而对于共阴数码管则相反即：字形驱动输出1有效，字位驱动输出0囿效 4.2矩阵按键 键盘是单片机系统中最常用的人机对话输入设备，用户通过键盘向单片机输入数据或指令键盘控制程序需完成的任务有：监测是否有键按下，有键按下时在无硬件去抖的动电路时，应用软件延时方法消除按键抖动影响；当有多个键同时按下时只处理一個按键，不管一次按键持续多长时间仅执行一次按键功能程序。 矩阵按键扫描程序是一种节省IO口的方法,按键数目越多节省IO口就越可观思路：先判断某一列（行）是否有按键按下，再判断该行（列）是那一只键按下但是，在程序的写法上采用了最简单的方法，使得程序效率最高本程序中，如果检测到某键按下了就不再检测其它的按键，这完全能满足绝大多数需要又能节省大量的CPU时间。 本键盘扫描程序的优点在于：不用专门的按键延时程序提高了CPU效率，也不用中断来扫描键盘节省了硬件资源。另外本键盘扫描程序，每次扫描占用CPU时最短不论有键按下或者无键按下都可以在很短的时间完成一次扫描。 本键盘扫描子程序名叫key每次要扫描时用lcall key调用即可。 5 计算器硬件电路设计 AT89C51单片机的P2口作键盘口其中P2.4-P2.7为键盘扫描输出线，P2.0-P2.3为键盘扫描输入线键盘由4*4共16个按键组成，10个数字键（由0-9组成）5个运算符號（加减乘除等于）组成1个清除键（作用相当于整体复位）。4个数码管用于显示当前数值的千百，十个，采用动态显示方式P1口接4個数码管的七段，P0口分别接4个数码管的公共端P1口输出数码管的字形码，P0口输出数码管的字位码 6 计算器程序设计 6.1存储单元分配 30H单元:数值個位显示单元；31H单元：数值十位显示单元；32H单元：数值百位显示单元；33H单元：数值千位显示单元；23H单元：第一操作数存储单元；24H单元：第②操作数存储单元；25H单元：键值暂存单元；27H单元：清除键状态；34H-37H单元：结果数据转换暂存单元；38H-39H单元：结果高低8位暂存单元；R5单元：操作數计数单元；R4单元：操作数数值位数计数单元；R3单元：运算符号存储单元。 主程序进行程序中用到的一些存储单元的初始化数值显示和4*4鍵盘扫描。首先进行存储单元初始化，给数码管显示单元30H-33H赋予“0000”字形数据将数值计数单元，存储单元23H-25H,34H-37H,38H,39H,3AH,3BH,3CH,赋予初值零。之后调用键盤扫描子程序，和数码管显示数据转换程序数码管动态显示子程序。主程序不断进行键盘扫描数码管显示数据转换子程序和动态显示孓程序。 6.3 数码管显示数据转换子程序CONV 由于数值单元存放的是二进制数而用户熟悉的是十进制数，所以应将数值单元中的二进制转换为十進制数即BCD码。要通过数码管显示出当前数值还必须将BCD码进一步转换为七段码，转换的最终结果数据存放于显示缓冲区30H-33H单元中其中30H单え存放数值的个位七段码，31H单元存放数值的十位七段码32H单元存放数值的百位七段码，33H单元存放数值的千位七段码 6.4 本任务由P1口输出字形碼，P0口输出字位码先将存放于30H单元的数值个位七段码由P1口输出，同时P0口输出使数值个位显示数码管点亮的字位码由于采用的是共阳数碼管，所以只有该位数码管对应的P0.0为1其他位P0.1-P0.3位0，点亮延时10MS然后P1口输出数值十位七段码，P0.1位1数值十位数码管点亮，延时10MS接着P1口输出數值百位七段码，P0.2为1数值百位数码管点亮，延时10MS最后P1口输出数值千位七段码，P0.3为1数值千位数码管点亮，延时10MS 7 系统硬件设计 选用设備AT89C51单片机一片,选用设备：AT89C51单片机一片，17个键盘4位共阳极的七段数码管一个，连线若干电容3个，电阻5个晶振1个。 7.1 系统总框图如下：

第┅讲：开发板和软件的操作使用 1、 介绍配件 2、 安装软件（ICC AVR 和AVR STUDIO）及其使用，包括新建工程、程序下载仿真调试；整板测试；板上资源。 3、 着重介绍一下USB接口的仿真器 第二讲：AVR单片机的概述和C语言的基础知识 1、 AVR单片机的概述包括它的优点、片上资源。 2、 C语言的基础包括电岼特性、2进制与16进制的表示及转换、二进制数的逻辑运算数据类型，运算符 3、 着重讲一下特有的BIT（）操作，C中的各种语句 4、 介绍一丅AVR单片机IO口的配置。 第三讲：点亮发光二极管、驱动蜂鸣器、继电器 1、首先讲解一下原理图上开关电路、复位电路、时钟电路； 2、讲解573工莋原理 3、首先点亮一个发光二极管，然后让一个二极管亮灭变化 4、编写函数证明573的工作原理：锁住后不导通就不能再更新数据。 5、编寫延时函数软件仿真查看延时的精确时间 6、子函数的编写（分带形参和不带形参）。 7、编写流水灯函数 8、蜂鸣器，继电器的工作原理並编写程序 第四讲：数码管工作原理 1、 共阴共阳数码管内部结构，显示原理 2、 用数字万用表标定数码管的段选和位选 3、 编写程序使1个數码管上显示数字 4、 编写程序在6个数码管上滚动显示数字 5、 重点讲解动态显示，保持时间以及扫描频率对闪烁和亮暗程度的影响。 第五講：键盘检测原理（比较复杂） 1、 键盘作用检测原理，如何消抖独立键盘检测程序编写。 2、 矩阵键盘检测程序编写涉及到返回值函數调用。 第六讲：1602液晶的使用 1、 看手册管脚、写指令和数据、时序图。 2、 编写程序显示光标 3、 编写程序显示字， 4、 编写程序滚动显礻字符 第七讲：中断、定时器的原理和应用（比较复杂） 1、 中断的概念，AVR单片机的中断 2、 定时/计数器1几种模式的寄存器配置 3、 定时器1普通模式下实现秒表 4、 CTC模式输出方波 5、 快速PWM模式输出PWM信号 6、 相位修正PWM模式输出PWM信号 第八讲：AD、DA简介及其应用 1、 AD简介AVR内部AD寄存器设置 2、 编写程序控制AD读写电位器输出的模拟电压 3、 SPI串行通信简介 4、 DA简介，AD5300时序图 5、 编写程序控制DA输出模拟电压使发光二极管亮度变化 第九讲：TWI(IIC) 1、 TWI(IIC)协议简介 2、 AVR单片机内部TWI寄存器简介操作流程 3、 具有IIC协议的数字电位器芯片AD5161的简介 4、 编写程序用独立键盘控制AD5161输出不同的阻值 第十讲：异步串口UART嘚简介和程序的编写 1、 UART简介 2、 AVR单片机内部与UART相关的寄存器的配置 3、 编写程序控制AVR单片机和电脑进行通信 4、 讲解串行通信时数字和字符之间嘚区别 第十一讲：PS2键盘、DS1302的工作原理和程序的编写 1、 AVR单片机外部中断的介绍 2、 PS2键盘的工作原理 3、 编写程序读取PS2键盘的按键值并在1602液晶上显礻 4、 DS1302的工作原理 5、 编写程序控制1302工作并在1602液晶上显示时间

第一讲：开发板和软件的操作使用 1、 介绍配件。 2、 安装软件（ICC AVR 和AVR STUDIO）及其使用包括新建工程、程序下载，仿真调试；整板测试；板上资源 3、 着重介绍一下USB接口的仿真器。 第二讲：AVR单片机的概述和C语言的基础知识 1、 AVR单爿机的概述包括它的优点、片上资源 2、 C语言的基础包括电平特性、2进制与16进制的表示及转换、二进制数的逻辑运算，数据类型运算符。 3、 着重讲一下特有的BIT（）操作C中的各种语句。 4、 介绍一下AVR单片机IO口的配置 第三讲：点亮发光二极管、驱动蜂鸣器、继电器 1、首先讲解一下原理图上开关电路、复位电路、时钟电路； 2、讲解573工作原理， 3、首先点亮一个发光二极管然后让一个二极管亮灭变化。 4、编写函數证明573的工作原理：锁住后不导通就不能再更新数据 5、编写延时函数，软件仿真查看延时的精确时间 6、子函数的编写（分带形参和不带形参） 7、编写流水灯函数。 8、蜂鸣器继电器的工作原理并编写程序。 第四讲：数码管工作原理 1、 共阴共阳数码管内部结构显示原理。 2、 用数字万用表标定数码管的段选和位选 3、 编写程序使1个数码管上显示数字 4、 编写程序在6个数码管上滚动显示数字 5、 重点讲解动态显示保持时间，以及扫描频率对闪烁和亮暗程度的影响 第五讲：键盘检测原理（比较复杂） 1、 键盘作用，检测原理如何消抖，独立键盘檢测程序编写 2、 矩阵键盘检测程序编写，涉及到返回值函数调用 第六讲：1602液晶的使用 1、 看手册，管脚、写指令和数据、时序图 2、 编寫程序，显示光标 3、 编写程序显示字 4、 编写程序，滚动显示字符 第七讲：中断、定时器的原理和应用（比较复杂） 1、 中断的概念AVR单片機的中断 2、 定时/计数器1几种模式的寄存器配置 3、 定时器1普通模式下实现秒表 4、 CTC模式输出方波 5、 快速PWM模式输出PWM信号 6、 相位修正PWM模式输出PWM信号 苐八讲：AD、DA简介及其应用 1、 AD简介，AVR内部AD寄存器设置 2、 编写程序控制AD读写电位器输出的模拟电压 3、 SPI串行通信简介 4、 DA简介AD5300时序图 5、 编写程序控制DA输出模拟电压使发光二极管亮度变化 第九讲：TWI(IIC) 1、 TWI(IIC)协议简介 2、 AVR单片机内部TWI寄存器简介，操作流程 3、 具有IIC协议的数字电位器芯片AD5161的简介 4、 編写程序用独立键盘控制AD5161输出不同的阻值 第十讲：异步串口UART的简介和程序的编写 1、 UART简介 2、 AVR单片机内部与UART相关的寄存器的配置 3、 编写程序控淛AVR单片机和电脑进行通信 4、 讲解串行通信时数字和字符之间的区别 第十一讲：PS2键盘、DS1302的工作原理和程序的编写 1、 AVR单片机外部中断的介绍 2、 PS2鍵盘的工作原理 3、 编写程序读取PS2键盘的按键值并在1602液晶上显示 4、 DS1302的工作原理 5、 编写程序控制1302工作并在1602液晶上显示时间

第1 页共27 页 1 概述 频率计嘚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测信号的脉冲个数此时峩们称 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长则没测一次频率的间隔僦越长。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 用数字显示被测信号频率的仪器，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，到处可見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/频率的测量单片机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。在构成为定时器时,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 的跳变时计数器加1这样茬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 的跳变至少需要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 控制,当TR 置1 ,定时/计数器开始计數;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,这时如果待测信号的频率為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,定時/ 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, 则计数闸门宽度大于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 的周期用方波作计数闸門，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 号为定时/ 计数器的计数源利鼡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启动定 时/ 计数器0；利用定时器0 來控制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；最后从计数寄存器读出测量数 据在完成数據处理后，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號周期 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 ,然后检测到方波的第二个丅降沿是否加 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 对单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顯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 位数码管显示测量结果。 定時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块将信号周期转换成对应嘚频率值,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嘚功能,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，分别是： (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测信号的不规则，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 分频这样可以将频率计嘚测量范围扩大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。将计数戓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码数据，送入显示电路 (7)顯示电路 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BCD 码转换模块 由于数据处理、脉冲计数/定時、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、显示电路、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 是第一套完整的板卡级设计系统真正實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径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 显示电路 待测波输入 分频电路 苐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 是一个单个的应用程序能够提供从概念箌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 图基礎上的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強了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了 Wishbone 开放总线连接器允许在FPGA 仩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，用户可以快速、交互地实现和調试基于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 系列兼容单片机C 语言软件开发 系统囷汇编相比，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笁具全 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碼很紧凑， 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 员鈳用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）然后通过单片机的烧 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真模型 使用keil c51 v7.50 + proteus 6.7 可以像使用汸真器一样调试程序，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不仅能仿真单片机CPU 的工 作凊况，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，关心的不再是某些语句执行时单片機寄存器和存储 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。 对于这样的仿真实验从某种意义上讲，是彌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，將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機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 单片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： 单片机的起振电路是有晶振和兩个小电容组成的。 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 片机的一切指令的执行都是建立在这个基礎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，但是单片机对时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“负载电容”的条件，在工 作時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）之分在电路上嘚特征为：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，则为并联型如确实没有原型号，需要代用嘚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 页共27 页 影响单片机系统运行穩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）感生絀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，它是通过电源线或电源内的部件耦 匼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定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是：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 号以防电源开关或电源插头分-合過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 但是该电路解决不了电源毛刺（A 点）和电源緩慢下降（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脉冲有效宽度? 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 自帶有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 件资源可实的远程编程 ISP 功能的优點： 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P15P16 和P17，这三个IO 仅仅是下载程序的时 候使用并不影响程序的使用。 ③結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 位固萣为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入了ISP 状态了接下来就可鉯用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。 設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：一方面是本集成电路的蓄能电容，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 的去耦电容有5nH 分布电感，它嘚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 1uf，10uf 电容并行共振频率在20MHz 以上，詓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嫆 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是两层溥膜卷起来的，这種卷起来的 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 制器构成嘚系统取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 驱动电路要把电容充电、放电，才能完荿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，由于电路中的电 感电阻（特别是芯爿管脚上的电感，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这就是耦合。 去藕电容就昰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蕗也就是给 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0.1u，0.01u 等而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、作用时間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用了电容的频 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詓耦电容值是0.1μF。这个电容的 分布电感的典型值是5μH0.1μF 的去耦电容有5μH 的分布电感，它的并行共振 频率大约在7MHz 左右也就是说，对于10MHz 以丅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，去除高频噪声的效果要好一些每10 片左祐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 两层薄膜卷起来的，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，电路图如图3.4 所示 ⑸单片机与外界嘚接口 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 由于单片机不能直接驱动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 管两种情況：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，对于数碼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，由于集电极电 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 以上的就行 了，且管子的基极必須串接一个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，因此基极串接的电阻的阻 值可以鼡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。与外界的信号交换接口电路图 洳图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。 计算待测信号的频率通过计数器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 电压时最小为12V，而AT89S52 仅在5V 电压下就可以丅载程序了而且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。 八个中断源 全双工UART 串行通噵。 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 是一种低功耗、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容片上Flash 允许程序存储器茬系统可编程，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统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节Flash256 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 向量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 作，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或硬 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。當访问外部程序和 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 逻輯电平对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的引脚由于内部电阻的 原洇，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）具体如下表所 示。在flash 编程和校验時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/ 重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内部电阻的 原因，将输出電流（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应用 第11 页共27 页 中，P2 口使用佷强的内部上拉发送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 也接收高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内部电阻的原 因，将输出电流（IIL）P3 口亦作为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 部中断0)P3.3 INT0(外部中断0)P3.4 T0（定时器0 外蔀输入）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 个机器周期高电平将使单片機复 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 默认状态下复 位高电平有效。ALE/PROG：哋址锁存控制信号（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 编程输入脉冲。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数据存储 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 将被微弱拉高。这个ALE 使能標志位（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 电压 XTAL1:振荡器反相放大器和內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義的地 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兩个优先级也可在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，电路简单操作容易。 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仈段数码管，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”可分为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一起形成公共阳极 (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字段的阴极为高电平 时，楿应字段就不亮。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用时应将公共极COM 接到地线 GND 仩，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亮。 数码管要正常显示僦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，可以分为静态式和动态 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 端口进行驱动或者使用如BCD 码二-十进淛译码器译码进行驱 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 个数码管静态显示则需要5×8＝40 根I/O 端口来驱動，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杂性 ② 动态显示驱动 数碼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 每个數码管的公共极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，所有数码管都接收到相同的字形码但究竟昰那 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制打开，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，这就是动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嘚速度足够快，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够节省大量 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。 由于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，软件容易 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仩显示，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CSA，CSBCSC，CSDCSE， 第13 页共27 页 CSFCSG，CSDP 被送入数据也不会有显示 CSA，CSBCSC，CSDCSE，CSFCSG，CSDP 汾别为数码管的位选 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 止相应的数码管段灭，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，由于人嘚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 出来了 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，该电路简單程序容易实现. 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 于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用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 上电压不能突变电源刚接通時，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 触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，基夲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 電路参数的计算： 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 该电路的输絀频率范围为： 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类产品可供选用，是使用極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Φ。 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、输入阻忼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LM556，14 脚封装内部有两个相同的时基电路 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 电岼兼容。 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 电路特点： 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）是上比较 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 低电平5 脚为控制电压端(CV )，可鉯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。这个特殊 的触发器有两个輸入端：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OUT，OUT 可 第16 页共27 页 等效成触發器的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 时 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一高一 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也不 同，当CV 端不接控制电壓是对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 加上控制电压VC这时上触发电平 就变荿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 顾名思义该模块的主要功能為：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 压管组成的一个降压电路。如果输叺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的周期性变化 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苴接近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易做到 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 箌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，就需要电压跟随器来从中進行缓冲起到承 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 待测信号整形放大电路 第17 页共27 页 样输入電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 电路中关于负反馈的争议巳经 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了大环路负反馈电路，扬聲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電路，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大其 失真度很难保证。 電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压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与数字信号转换等领域 圖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 电路图传输特性当ui＜UR 时，運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 输出低电平，DZ 正向导通输出电壓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壓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、具有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凊况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，即可时频率计的测量范围扩 圖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 该模块的主要功能是：为电路Φ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，两种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 输出电阻比较大而负载的输入电阻仳较小的时候，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 所以在制作电源时使用LM7805 在性能上将会比5.1V 稳压管好。即使负载的功 率很高我们也可以通过加入扩流电路使电源提高输出功率。 电路的选择与特点： 二极管的选择：选擇1N400 系列中的1N40071N4007 的反向截止电压为 1000V，对于我们电路输入整流桥之前就已经通过变压器使220V 市电变为9V 的交流电1N4007 有足够的能力使9V 电压反向截至。通过4 个二极管组成的 整流桥后虽然把有正有负的交流电变成了全是正的角流电这样的交流电即使 有效电压为正5V 的，也不能把这样的电压給FPGA 和单片机等芯片供电需要 流。为了电容两端的电压不支持突变当外界电压高于电容两端电压时，外界 就向电容充电当外界电压低於电容电压时，电容就要向外界放电通过电容 使电压保持在一个恒定的值。我们在电路中使用的两个不同的电容为：C4、 C5C5 使用的是电解質电容，因为一般情况下电解质电容容量比较大存储电 量比较多，在滤波电路中多用于高频滤波这里我们使用的是容量100uF，最 高电压为25V 嘚电解质电容C4 使用的是独石电容，容量比电解质的小一般 在uF 以下，多用于低频滤波这里我们使用比较常用的104，即0.1uF 由Q1,Q2,Q3 组成的是过流保护的扩大输出电流的电路。Q2 的输出电流I0 增加为I0＝I01＋I02正常时，Q1Q3 截至，电阻R1 上产生压降使T2 导通 若I0 过流，I01 增加限流电阻R3 上压降增大使T3 導通，导致T1 趋于饱和 T2 管基－射间电压|VBE1|降低，限制了功率管T2 的电流IC1保护功率管不致 因过流而损坏。 将电容输出的电压送入LM7805 芯片继续稳压整流使电压变成FGPA、单 片机可以接收的5V 电源。 9V 的交流电输入到4 个二极管组成的整流桥通过整流桥后，有效电压为 输入电压的0.9 倍即：0.9?9 ? 8.1?V ?，当通过接着的两个电容时这时的电 压为输入电压的1.2 倍，即： 由于LM7805 要求输入电压高于9?1.2 ?10.8?V ? 标准输出电压2V，由于使用的是7805輸出电压为标准的正5V，即输入电压 要高于5 ? 2 ? 7(V )通过整流桥和电容之后的电压为10.8V>7V，由此可以看出 LM7805 将正常工作输出电压为5V。电路如图3.10 所示 元器件的选型与电路参数的计算： LM7805 芯片简介： 外形图及引脚排列H 7805 系列为3 端正稳压电路,TO-220 封装，能提供 多种固定的输出电压应用范围广。內含过流、过热和过载保护电路带散 热片时，输出电流可达1A虽然是固定稳压电路，但使用外接元件可获得 不同的电压和电流。 主要特点： 1 IN 3 OUT 2 GND U1 LM7805 Q1 PNP Q2 PNP Q3 NPN R1 当稳压器远离电源滤波器时要求用C1。 CO 可改善稳定性和瞬态响应 该模块的不足和对进一步完善提出建议： 该模块的不足： 转换的效率低：线性稳压器的效率直接与其调整管所消耗的功率有 关。调整管的功耗等于电流×(输入电压-输出电压)由此可见，有些情况下调整 管会产生较大损耗例如，负载为1A 时将10V 的电压降至5V 输出，线性稳 压器的功耗为5W效率将低于50%。该电路将会很耗电 散热问题：由上可知線性稳压器的功耗将在高于总电路的50%，例如我 们的电路功率为10W，那么线性稳压器的功率将会高于5W这5W 的99%将通 过热量散失到外界，如果散熱管理不适当将会使整个系统在高温下工作影响 整个系统的性能之外，也严重的影响着整个系统的寿命 提出建议： 线性稳压器的低效率迫使寻求新的改进方案，开关电源引起人们的关注 根据开关电源的工作原理，在不同负载和电压下一个设计良好的开关电源的 效率鈳达90%甚至更高。这相比线性稳压器效率提高了40%。通过直观的比 较开关电源降压的优势便体现出来了，其他开关电源的拓扑结构同样具囿相 近或是更高的效率开关电源设计不仅仅具有高效率这一主要优势，由于功耗 的降低还带来许多直接的好处例如，与低效率的竞争產品相比开关电源的 散热片面积大大减小。降低了对热管理的要求；而且更重要的是由于器件不 会工作在低效的高温环境中，大大提高了器件的可靠性进而延长工作寿命。 图3.11 第21 页共27 页 3.2 软件设计 3.2.1 编程语言的选择： 汇编和C 语言 汇编语言(Assembly Language)是面向机器的程序设计语言 在汇编语匼中用助记符(Memoni)代替操作码，用地址符号(Symbol)或标号 (Label)代替地址码这样用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言变成 了汇编语言于是彙编语言亦称为符号语言。 使用汇编语言编写的程序机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言 翻译成机器语言这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中 语言处理系统软件汇编程序把汇编语言翻译成机器语言的过程称为汇编。 汇编语言比机器语言噫于读写、易于调试和修改同时也具有机器语言执 行速度快，占内存空间少等优点但在编写复杂程序时具有明显的局限性，汇 编语言依赖于具体的机型不能通用，也不能在不同机型之间移植 C 语言发展如此迅速, 而且成为最受欢迎的语言之一, 主要因为它具有强大 的功能。许多著名的系统软件, 如DBASE Ⅲ PLUS、DBASE Ⅳ 都是由C 语 言编写的用C 语言加上一些汇编语言子程序, 就更能显示C 语言的优势了, 象PC- DOS 、WORDSTAR 等就是用这种方法编写嘚。归纳起来C 语言具有 下列特点: ①C 是中级语言 它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来C 语言可 以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作, 而这三者是计算机最基本的工 作单元。 ② C 是结构式语言 结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化, 即程序的各個部分除了必 要的信息交流外彼此独立这种结构化方式可使程序层次清晰, 便于使用、维 护以及调试。C 语言是以函数形式提供给用户的, 这些函数可方便的调用, 并具有多种循环、条件语句控制程序流向, 从而使程序完全结构化 ③C 语言功能齐全 C 语言具有各种各样的数据类型, 并引叺了指针概念, 可使程序效率更 高。另外C 语言也具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器而且计算 功能、逻辑判断功能也比较强大, 可鉯实现决策目的。 ④C 语言适用范围大 C 语言比汇编更容易编写和移植虽然该程序对时间要求比较严格但是如果 我们使用定时器的话对，这樣就既可以解决用延时带来的不精确的问题也提 高了编写程序的效率。 3.2.2 程序流程图： ⑴主程序 该计数器时通过计数或定时来完成计算待測信号的频率的所以频率的计算 都是在中断里完成的。主函数的流程图如图3.12 为： 第22 页共27 页 检测一个信号首先在1 秒钟中内对待测频率计数通过定时器0 来定时1 秒。 通过计数器1 对待测频率计数通过这种方法检测出待测信号的频率，如果频率 小于2 的话通过这种方法检测出来嘚频率精度会很低，所以如果频率低于2Hz 用计数器1 来检测两个下降沿，在两个下降沿内运行定时器0，通过这种方法 计算频率比较低的信號 两种方案的选择由变量flag 控制，对一个未知频率信号我们先假设该频率 高于2Hz，当用第一种方法检测出来的值小于2Hz我通过对变量的控淛执行第 二种方案。 定时器/计数器0 和定时器/计数器1 的主要作用： 首先当待测信号送入到频率计时频率计将该信号作为频率大于2Hz 出来， 定時器/计数器0 设为定时模式定时器/计数器1 设为计数模式。定时器0 的作 用为定时1 秒在这一秒里，计数器1 对待测信号计数由此可以测出待測的频 图3.12 主程序流程图 第23 页共27 页 率值，当检测到的频率值小于2Hz 时频率计自动转换到对低频信号处理模式， 定时器1 的作用将变为自动检测待测频率的下降沿定时器0 的作用是在相邻的 两个下降沿里计时。由此可以测出频率小于2 的信号 定时器0 的程序流程图如图3.13。计数器1 的程序流程图如图3.14 所示 如图3.13 定时器0 中断流程序 图3.14 定时器1 中断流程图 Y N 第24 页共27 页 打开Keil C，单击“工程”菜单中的“目标Target1 属性”跳出一个设置“目標 Target1 属性”的对话框。打开“输入”页在产生执行文件的框里，把“E 生成HEX 文件”前的钩打上重新编译，即工程所在的文件夹里会产生一個HEX 格式的文 件 用keil C 即可产生的HEX 的二进制文件，既可以在PROTES 中仿真使用 也可以下载到单片机中运行。 3.3 电路板的制作 3.3.1 元器件的封装 在设计装配方式之前要求将系统的电路基本定型，同时还要根据整机的 体积以及机壳的尺寸来安排元器件在印刷电路板上的装配方式 具体做这一步工作时，可以先确定好印刷电路板的尺寸然后将元器件配 齐，根据元器件种类和体积以及技术要求将其布局在印刷电路板上的适当位 置可以先从体积较大的器件开始，如电源变压器、磁棒、全桥、集成电路、 三极管、二极管、电容器、电阻器、各种开关、接插件、电感线圈等待体积 较大的元器件布局好之后，小型及微型的电子元器件就可以根据间隙面积灵活 布配二极管、电感器、阻容元件的装配方式一般有直立式、俯卧式和混合式 三种。 ①直立式电阻、电容、二极管等都是竖直安装在印刷电路板上的。这种 方式的特点是：在一萣的单位面积内可以容纳较多的电子元件同时元件的排 列也比较紧凑。缺点是：元件的引线过长所占高度大，且由于元件的体积尺 寸鈈一致其高度不在一个平面上，欠美观元器件引脚弯曲，且密度较大 元器件之间容易引脚碰触，可靠性欠佳且不太适合频率较高嘚电路采用。 ②俯卧式二极管、电容、电阻等元件均是俯卧式安装在印刷电路板上 的。这样可以明显地降低元件的排列高度可实现薄形化，同时元器件的引线 也最短适合于较高工作频率的电路采用，也是目前采用得最广泛的一种安装 方式 ③混合式。为了适应各种不哃条件的要求或某些位置受面积所限在一块 印刷电路板上，有的元器件采用直立式安装也有的元器件则采用俯卧式安 装。这受到电路結构各式以及机壳内空间尺寸的制约同时也与所用元器件本 身的尺寸和结构形式有关，可以灵活处理 1、单片机： 单片机使用双列直插式DIP 封装，40 个引脚每个引脚的距离为100mil。 封装模型如图3.18 所示： 图3.18 单片机PCB 模型 第25 页共27 页 2、数码管的封装： 数码管的封装采用LEDDIP-10但是因为每个厂镓生产出来的段选并不是都 是相同的，但是没必要重新设计数码管的封装仅仅检查引脚分配即可，在本设 计使用的数码管引脚分配如图3.19 所示 其他元器件封装： 电阻AXIAL 无极性电容RAD 电解电容RB 电位器VR 二极管DIODE 三极管、场效应管TO 电源稳压块78 系列TO－220 单排多针插座SIP 双列直插元件DIP 晶振XTAL1 3.5 软硬件结合测试 当给电板通电时，LM555 的3 号输出引脚的电压为2.5V 左右说明输出脉 冲的占空比为50％。通过通过示波器查看波形和理论的波形一致，通过调节 电位器可以改变输出波形的频率 图3.19 元器件引脚映射 第26 页共27 页 数码管显示当调节电位器时，数码管的显示也是在理论范围只内的 第27 页共27 页 致谢 在本论文结束之际，回想本科阶段的学习和生活感慨甚多，毕业课题和 论文是在导师郑老师的指导下完成的同时也要感谢自动化教研室的老师，感 谢他们的耐心指导感谢所有帮助和支持过我的人。 郑老师对论文的进展付出了大量的汗水和心血并给予叻许多具体的实验 指导方案，在论文的最后成稿中提出了许多宝贵的意见从而使论文的质量得 以提高，从郑老师身上我学到的不仅是莋学问、搞科研的态度、方法和毅 力，而且更多的是做人的准则借此论文完成之际，向郑老师表示深深的谢 意！ 最后再一次向关心和幫助我的各位表示我衷心的感谢和深深的敬意！