基于MC9S08AW60单片机的频率计设计.doc
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基于MC9S08AW60频率计设计
设 计 名 称: 基于MC9S08AW60单片机的频率计设计
专 业 班 级 :
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设 计 时 间:
目录
概述 2
1 MC9S08AW60单片机特点: 2
2 频率计设计硬件构成框图 3
3频率计硬件设计 3
3.1 MC9S08AW60最小系统设计 3
3.2频率计的测量电路 4
3.3 人机接口电路 5
4 软件设计部分 6
4.1 软件设计框图 6
参考文献 7
附录A 8
原理图 8
附录B 9
相关源程序 9
基于MC9S08AW60单片机的频率计设计
微控制这门课已经进行了一个学期的学习,这个课程围绕飞思卡尔的8位单片机MC9S08AW60展开论述。选择的本课程的结课题目为简易频率计设计。
设计要求:
对方波、三角波、正弦波的频率测量;
对方波、三角波、正弦波的单个周期的测量,按键控制单次触发测量;
在LCD屏上显示频率,周期的信息;
自带内部校准频率发生器1KHZ,幅值为5V;
对输入接口的保护;
信号波的幅值在0.1V~5V之间;
可以测量的信号波频率在0~20MHZ之间,自适应量程;
输入电阻近似无穷大;
概述
数字频率计是一种用十进制数字,显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号,方波信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中,由于其使用十进制数显示,测量迅速,显示直观,所以经常要用到数字频率计。?
????频率测量中直接测量的数字频率计主要由四个部分构成:时基(T)电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。在一个测量周期过程中,被测周期信号在输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成方波信号,加到与非门的另一个输入端上.该与非门起到主阀门的作用,在与非门第二个人输入端上加阀门控制信号,控制信号为低电平时阀门关闭,无信号进入计数器;控制信号为高电频时,阀门开启整形后的信号进入计数器,若阀门控制信号取1s,则在阀门时间1s内计数器得到的脉冲数N就是被测信号的频率.?
在普通的电子测量仪器中,示波器在进行频率测量时测量精度较低,误差较大。频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱,但测量速度较慢,无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率的变化。正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化,因此,频率计拥有非常广泛的应用范围。
1 MC9S08AW60单片机特点:
8 位 HCS08 中央处理单元(CPU)
40MHz 的 HCS08 的CPU(中央处理单元)
20MHz 的内部总线频率
单线后台调试模式接口
支持多达 32个中断/复位源
高达 60KB的片内在线可编程 FLASH 存储器,带有块保护和安全选项
高达 2KB 的片内 RAM
可选的计算机正常操作(COP)复位
ADC-多达 16 个通道,10 位 AD转换器与自动比较功能
SCI-两个串行通信接口模块与可选的 13 位中断
SPI 的-串行外设接口模块
Timers-1 个 2 通道和 1 个 6 通道 16 位定时器/脉冲宽度调制器(TPM)模块:可选输入捕捉,输出比较,和边沿分布的 PWM 能力,在每个通道。每个定时器模块,
高达 54 通用输入/输出(I/O)引脚
输入时,每个端口都有软件选择的上拉电阻
输出时,每个端口都有软件选择的回转速率控制
输出时,每个端口都有软件选择的驱动强度
64 引脚的四方扁平封装(QFP)
2 频率计设计硬件构成框图
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3频率计硬件设计
3.1 MC9S08AW60最小系统设计
最小系统包括电源部分、晶振电路、调试接口、复位电路。
3.2频率计的测量电路
为了保护单片机接口,使用电压比较器作为限流和整形电路,单片机接收的是标准的方波信号。此外,该频率计还可以产生一路标准的方波信号。
3.3 人机接口电路
人机接口电路包括液晶显示和按键。
4 软件设计部分
4.1 软件设计框图
4.2频率测量算法设计
如上图所示,在相同的T时间内,时钟信号的频率已知为Fbus ,所以需要求出的频率
F=Fbus *(N1/N2)
参考文献
王威.嵌入式微控制器S08AW原
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