51单片机频率计

实验报告实验名称基于8255的8ＬＥＤ数显频率计课程名称Protues软件设计（51单片机）班级学号姓名一、实验要求基本要求：用P1或P3口，产生一方波信号，频率为1000Hz，用一组数码管或LCD显示频率和周期以及脉宽等参数（也可用信号源或模拟信号源）。

将输出信号输入到另一端口（INT0/INT1）作频率计的信号输入端，测量此方波信号的频率、周期和脉宽，在另一组数码管或LCD上将参数值显示出来。

（刷新时间1秒）。

发挥部分：1、设置一功能键，能将当前数码管或LCD上的信号参数值锁定。

2、通过键盘，可修改方显示参数，刷新时间。

3、按键时，蜂鸣器发出提示音，表示按键有效4、用图形方式显示输入波形（用模拟示波器）动态显示格式：自定二、实验内容实验内容为基于8255的简易8LED数字显示频率计，利用8255的扩展功能，来扩展51单片机的功能管脚，使其可以实现利用8255的A，B端口实现输入输出功能，从而实现51单片机管脚的扩展。

三、实验原理频率计主要功能是测量频率。

频率是指一秒内发生相同波形的次数，根据这一定义，可以初步得出测量频率的方法，就是通过计量一定时间的脉冲次数就可以通过计算累加获得频率的次数，然后通过数值译码输送的数显电路当中去。

根据实验假设，可以知道实验中需要用的两个定时装置，一个为定时装置，另一个为计数装置。

而单片机中正好就设置了这样的计时器。

8051提供两个16位的内部定时器（计数器），分别为Time0，Time1（简称T0，T1)这两个定时器可以用作为内部定时器或者外部计数器，作为内部计时的时候是计算的是内部的脉冲，以12MHz的计时脉冲系统为例，将此计数器时钟脉冲除12后送入定时器，因此定时器所计数的脉冲周期为1us。

若采用16位的定时器，最多可以计数65536，约为0,065s。

因而我们选择0.05S作为单位计数时间长度。

若当成外部计数器时则计数由T0或T1管脚送入脉冲，同样地，若采用16位的定时模式，则最多可以数65536个计数量，相当可观。

在51单片机中有两个16位的定时/计数器T0,T1，分别由TH0、TL0和TH1、TL1组成，它们均是8位寄存器，在特殊功能寄存器中占地址8AH-8DH。

它们用于存放定时或计数的初始值。

此外，内部还有一个8位的方式寄存器TMOD 和一个8位的控制寄存器TCON。

用于选择和控制定时/计数器的工作。

其格式见下面两表：门控开关计数/定时方式选择门控开关计数/定时方式选择TCON控制寄存器TF1 TR1 TF0 TRO IE1 IT1 IE0 IT0T1请求有/无T1工作启/停T0请求有/无T0工作启/停INT1请求有/无INT1方式下沿INT1请求有/无INT1方式下沿根据定时时间要求或计数要求计算计数器初值；将工作方式控制字写入TMOD寄存器；将计数初值写入THX和TLX寄存器；启动定时器/计数器，即将TRX置位。

如果工作于中断方式，需置位EA（中断总开关）及ETX（允许定时/计数器中断），并编写中断服务程序。

实验当中规定要求为使用INT0/INT1作频率计的信号输入端，所以启用的是外部中断来执行计数过程。

外部中断有INT0和INT1两个，CPU通过两个外部引脚即可接受外部中断的请求。

外部中断信号的采样方式可分为电平触发（低电平）以及边缘触发（负边沿触发）两种。

若采用电平触发，需要将TCON寄存器中的IT0（或IT1)设定为0，则只要INT0引脚为低电平，视为外部中断要求。

若采用边缘触发，需要将TCON 寄存器中的IT0（或IT1）设定为1，则只要INT0引脚的信号由高电平转为低电平，则视为外部中断需求。

这些中断需求将反映在IE0（IE1）里，若IE寄存器的EX0（或EX1）=1，且EA=1，CPU则进入我们设定好的中断程序。

IE 中断启用寄存器IE7 IE6 IE5 IE4 IE3 IE2 IE1 IE0EA ------ ------- ES ET1 EX1 ET0 EX0显示单路部分，因为要求使用8LED数码管显示电路，所以只用对数码管分别送入数据信号和扫描信号即可。

显示原理如图所示所以利用8255分别写入数据和扫描信号既可以是其产生所要显示的内容。

8255的控制字的设置也有不少问题需要解决，需要对8255A进行控制字的写入根据设计的电路我设计的控制字为D8255=0x80;设定的各端口的地址为#define A8255 XBYTE[0xfff0]#define B8255 XBYTE[0xfff1]#define C8255 XBYTE[0xfff2]#define D8255 XBYTE[0xfff3]四、设计思路及设计流程图基本上可以分为三个阶段，第一阶段为读取外部指令，为测量频率，测量周期，测量脉宽。

我采用了P1端口的P1.0,P1.1P1.2三个管脚来作为外部指令的输入方式。

主程序流程图测量函数部分我使用的是利用外部中断INT0管脚输入信号，设置为负边沿触发，利用此来触发外部中断子程序void EX_INT0() interrupt 0。

同时计时器开始0.05s的计时程序，当计时次数满二十次的情况是正好满1S则锁存实验所得数据然后送进显示电路进行显示。

中断程序部分为：void EX_INT0() interrupt 0{countA++;}若要做的便是将CountA的数值在计时中断满二十次时进行锁存而后输出即可显示函数频率测量函数流程图因为测量数据分为测量周期还有测量脉宽等部分，对于周期测量我是对测量的频率值进行了一定的内部处理利用周期=1/频率这一特性进行的计算。

对于脉宽的测量也是建立在这一基础之上。

发生程序我嵌套在主程序中的扫描函数当中，当对主程序进行循环的是时候如果检测到有按键操作则启动发生程序void Play(char t){char i;for(i=0;i<120;i++){BEEP = ~BEEP;delay(t);}BEEP =0;}五、实验成品通过protues进行仿真程序，连接各电路，下图为运行后的初始画面程序共有三个外部按键，从上往下依次为频率，周期，脉宽。

以下分别为设定外部输入信号为1kHz的周期信号，所得到的实验画面此图为按下第二个按键的效果最后两个字符为us的意思，周期为1000us 此图为按下第三个按键后的效果图脉宽为500us六、实验代码#include<reg51.h>#include<absacc.h>//******定义8255控制端口以及ABC端口的地址#define A8255 XBYTE[0xfff0]#define B8255 XBYTE[0xfff1]#define C8255 XBYTE[0xfff2]#define D8255 XBYTE[0xfff3]#define uchar unsinged char#define uint unsigned int//*******输入按键操作********sbit PB0=P1^0;sbit PB1=P1^1;sbit PB2=P1^2;sbit BEEP=P3^0;char disbuffer[8]={0,1,2,3,4,5,6,7};char TAB[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,}; //0x83改为0x82修正了数字6的显示问题char chocode[8]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//char chocode[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};char codevalue[8]={0xc0,0xc0,0xc0,0xc0,0xc0,0xc0,0xc0,0xc0};//最初没有取反，后来前后次序乱使数据原本为12345678变为87654321 #define count_M1 50000#define H_0 (65636-count_M1)/256#define L_0 (65636-count_M1)%256char times=0;bit status_F=1;//char scan =1;unsigned long int freq =11;unsigned long int time=0;unsigned long int countA=0;unsigned long int mk=0; //设计处为短型，所以导致程序运行不正常sfr16 DPTR = 0x82;void delay(int);void display(void); //显示函数；void measureA(void);void measureTT(void);void measureMK(void);//*******延迟函数******void delay(int x){ int i;int j;for(i=0;i<x;i++)for(j=0;j<120;j++);}//*********发声程序********* 奇怪的现象，当T0 接输入时，喇叭会自动的响void Play(char t){char i;for(i=0;i<120;i++){BEEP = ~BEEP;delay(t);}BEEP =0;}//测量频率主函数main(){ P1=0xff;//设定P1端口的初始值防止外部干扰D8255=0x80;while(1){if(PB0==0){ Play(1);status_F=0;measureA();while(status_F==0);}if(PB1==0){ Play(2);status_F=0;measureA();while(status_F==0);measureTT();}if(PB2==0){ Play(3);status_F=0;measureA();while(status_F==0);measureMK();}else display();}}//测频率使用外部中断void measureA(void){IE=0x8f;TMOD=0x51;TH0=H_0;TL0=L_0;countA=0;IT1=1;IT0=1;PX0=1;TR0=1;TR1=0;}//************外部中断int0****计时程序*** void EX_INT0() interrupt 0{countA++;//display();}//********T0一秒时间中断************** void T0_1S(void) interrupt 1{ TH0=H_0;TL0=L_0;if(++times==20){ times=0;TR1=0;TR0=0;//DPL=TL1;DPH=TH1;freq=countA;codevalue[7]=TAB[freq/10000000];codevalue[6]=TAB[(freq/1000000)%10];codevalue[5]=TAB[(freq/100000)%10];codevalue[4]=TAB[(freq/10000)%10];codevalue[3]=TAB[(freq/1000)%10];codevalue[2]=TAB[(freq/100)%10];codevalue[1]=TAB[(freq/10)%10];codevalue[0]=TAB[(freq%10)];status_F=1;}}//**********测量周期************void measureTT(void){ time=1000000/freq;codevalue[1]=0xc1;codevalue[0]=TAB[5];codevalue[7]=TAB[(time/100000)%10];codevalue[6]=TAB[(time/10000)%10];codevalue[5]=TAB[(time/1000)%10];codevalue[4]=TAB[(time/100)%10];codevalue[3]=TAB[(time/10)%10];codevalue[2]=TAB[(time%10)];}//*******测量脉宽*******void measureMK(void){ mk=500000/freq;codevalue[1]=0xc1;codevalue[0]=TAB[5];codevalue[7]=TAB[(mk/100000)%10];codevalue[6]=TAB[(mk/10000)%10];codevalue[5]=TAB[(mk/1000)%10];codevalue[4]=TAB[(mk/100)%10];codevalue[3]=TAB[(mk/10)%10];codevalue[2]=TAB[(mk%10)];}void display(void){char i,p,temp;if(codevalue[7]==TAB[0])//不能拿codevalue直接和0xc0进行比较因为类型不同所以不能比较儿赋值的时候则不同！！！{codevalue[7]=0xff;if(codevalue[6]==TAB[0]){codevalue[6]=0xff;if(codevalue[5]==TAB[0]){codevalue[5]=0xff;if(codevalue[4]==TAB[0]){codevalue[4]=0xff;if(codevalue[3]==TAB[0]){codevalue[3]=0xff;if(codevalue[2]==TAB[0]){codevalue[2]=0xff;if(codevalue[1]==TAB[0]){codevalue[1]=0xff;if(codevalue[0]==TAB[0]){codevalue[0]=0xc0;}}}}}}}}for (i=0;i<8;i++){p=disbuffer[i];temp=chocode[p];B8255=~temp;temp=codevalue[p];A8255=temp;//delay(1); //多余的延时程序temp=chocode[i];B8255=~temp;delay(1);}}七、实验体会和意见在实验过程中遇到了很多很多的问题，刚开始拿到这个实验题目的时候基于8255的8Led的数显频率计，首先想到的8255是什么东西，想起8255是大二时的前续课程中《微机原理》中所讲过一章的内容中有所提及，8255为并口扩展芯片，可以编程，共有多种写入方式。