字符液晶显示的频率计

目录

1设计要求 (2)

2设计方案与论证 (2)

2.1设计的思路 (2)

2.2总体方案 (2)

2.3总体框图 (3)

3设计原理及电路图 (3)

3.1硬件原理 (3)

3.1.1AT89C51介绍 (3)

3.1.2单片机最小系统 (4)

3.1.3液晶显示电路 (4)

3.2电路图 (5)

3.2.1液晶显示电路 (5)

3.2.2时钟电路 (6)

3.2.3控制电路 (6)

3.2.4字符液晶显示频率计的完整电路图 (7)

3.3软件设计 (7)

3.3.1软件环境 (7)

3.3.2软件原理 (8)

3.3.3软件流程图 (8)

4器件清单 (8)

5器件识别与检测 (9)

6控制系统实现 (9)

6.1软件编程 (9)

6.2Keil C与Proteus的联调及仿真结果 (12)

7设计心得 (13)

8参考文献 (13)

1.设计要求

（1 ）单片机通过I/O口接收输入信号。

（2）单片机要通过I/O口控制液晶的初始化、显示方式以及要显示的字符。

（3）液晶屏上能够完成部分数字或常用字符的显示。

（4）能通过改变程序，提高测量精度。

（5）设计字符液晶频率计的电路图，并用proteus软件进行仿真。

（6）用单片机的c语言编写程序并导入单片机中进行模拟仿真。

2.设计方案与论证

2.1设计的思路

（1）单片机部分：

考虑到目前所学习的内容和设计的目的，决定选取AT89C51.此单片机虽然属于低端机型，但足以满足设计的要求。选取其它的高端机型有些浪费。

（2）显示部分：

该课程设计要求能够完成部分数字和常用字符的显示。若用数码管只能显示0~F，不能显示其他的字符和符号，所以不能用数码管。而选用LCD1602恰好符合要求，所以应用LCD1602。

综上可得：采用定时器T1实现外部信号的频率输入，并利用T1计数器的计数功能和T0定时器的定时功能将脉冲的频率输入到LCD屏上。且可利用单刀多置开关实现多频率显示。

2.2总体方案：

该设计以单片机为核心，显示器为外围设备，设计一个字符液晶显示的频率计。硬件上，单片机通过电路板电路与液晶显示电路相连；软件上单片机通过下载完整的程序对二者进行适时的控制，其中的程序分为两部分，一部分是LCD1602液晶程序，一部分是频率计的主程序部分，其中主程序部分的功能是在按下K1键时程序启动T0定时器和T1计数器，T1计数器1s内的计数值即信息源的频率值。

2.3总体框图：

5V

5V

从图中可以看出单片机控制的液晶显示的频率计的主要功能模块分为两部分：分别是液晶显示和电源模块两部分。

3设计原理及电路图 3.1硬件原理：

单片机通过I/O 口接收输入信号，在通过I/O 口控制液晶的初始化、显示方式及要显示的字符。

3.1.1AT89C51介绍：

T89C51提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM ，32个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM ，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。

单片机

信号输入

电源模块

液晶模块

本次设计主要用到单片机4个I/O口的3个，其中P0口与显示器相连，P1.0与开关K1相连，18、19引脚外接晶振电容为单片机提供时序9号脚为复位电路的接入脚。

3.1.2单片机最小系统

①复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"

电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一

上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平

持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单

片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就

将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可

靠的复位.一般教科书推荐C 取10u,R取8.2K.

当然也有其他取法的,原则就要让RC组合可以在

RST脚上产生不少于2个机周期的高电平；

②复位输入高电平有效，当振荡器工作是，RST引脚出现两个机器周期以上的高电平，使单片机复位。此电路除具有上电复位功能外，若要复位只需按“RST”键，此电源Vcc 经电阻分压，在RST端产生一个复位高电平；

③晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的方波便于12分频,方便定时操作)；

④单片机:一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机；

注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行；当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行；

⑤电源部分：接+5伏特的电压。

3.1.3 液晶显示电路:

字符型液晶显示模块LCD1602是一种用5*7点阵图形来显示字符的液晶液晶显示器，其引脚功能如下表所示

编号符号引脚说明编号符号引脚说明

1 VSS 电源地9 D

2 DataI/O

2 VDD 电源正极10 D

3 DataI/O

3 VL 液晶显示偏

压信号

11 D4 DataI/O 4 RS 数据/命令选

择端

12 D5 DataI/O

5 R/W 读写选择端13 D6

DataI/O

6 E 使能信号14 D

7 DataI/O

7 D0 DataI/O 15 BLA 背光源正极

8 D1 DataI/O 16 BLK 背光源负极

读状态：输入：RS=L,RW=H,E=H 输出：D0~D7=状态字

写指令：输入: RS=L,RW=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲输出：无

读数据：输入：RS=H,RW=H,E=H 输出: D0~D7=数据写数据：输入：RS=H,RW=L，D0~D7=数据，E=高脉冲输出: 无

根据1062液晶显示器的读写时序操作，编写相应的单片机驱动程序，便可以实现液晶显示器的显示输出。

3.2电路图

3.2.1液晶显示电路: