文档介绍：第一章微型频率计设计方案的确定
微型频率计设计的重要意义
在自动控制、自动测试、无线电通讯、声纳、遥控遥测、测速计数、测频智能仪器开发等广泛的领域中,均迫切需要一种能与单片微机接口的微型智能频率计。
传统的测频仪器体积很大,耗能量大,主要靠手工操作,而最大的缺点是不可编程,其量程转换、数据测量、采样控制和处理等均不能通过程序指令来进行控制,无法作为一个微型智能子系统与某一大型自动控制或测试系统进行接口。针对这些缺点,本频率计在设计上作了根本的革新,其优点是:所用核心器件是先进的单片专用测频器件——单片频率计,集成度高,体积小,耗电省,功能强,实现了频率计的高度集成化和微型化;单片频率计只要加上晶振、量程选择、频率显示等很少量的器件即可构成一个DC(直流)至10MHz的微型基本测频电路;而最大的优点则是本频率计完全实现了单片频率计、频率采样电路与单片微机三者之间的硬件与软件接口,使得测频量程的选择、频率数据的测量、采样以及编码的边境转换和数据的转储均可能过单片微机的软件编程自动进行,从而实现了测频与采样工作的完全智能化,使得本系统既可独立构成一个微型智能测率仪器的核心电路,也可作为大型自动控制或测试系统中的一个智能子系统。
第二节系统逻辑框图的介绍
本频率计由单片频率计电路、量程选择和显示电路、频率显示电路、频率自动采样电路和单片微机控制电路五大部分组成,其整体逻辑框图见图1,整体工作原理在后面结合测频中断子程序流程图进行阐述。
图1单片机控制的微型频率超高频整体逻辑框图
第二章硬件电路主要芯片的介绍
8031单片机结构与功能
8031单片机内部包含了作为微型计算机所必需的基本功能部件,各功能部件相互独产而融为一体,-1所示:
图2-1 8031内部结构
一、CPU结构
8031内部CPU是一个字长为二进制八位的中央处理单元,也就是说它对数据的处理是按字节为单位进行的,和微型计算机CPU类似,8031内部CP是由运算器(ALU),控制器(定时控制部件等)和专用寄存器组三部分电路组成.
(1)算术逻辑部件ALU
8031的ALU是一个性能极强的运算器,它既可以进行加,减,乘,除四则运算,也可以进行与、或非、异或等逻辑运算,还具有数据传送, ALU为用户提供了丰富的指令系统和极快的指令执行速度,大部分指令的执行时间为1US,乘法指令可达4US.
8031 ALU由一个加法器,两个八位暂存器(TMP1和TMP2),.
(2)定时控制部件
定时控制部件起着控制器作用,由定时控制逻辑,,定时控制逻辑用于对IR中指令码译码,并在OSC配合下产生指令的时序脉中,以完成相应指令的执行.
(3)专用寄存器组
专用寄存器组主要用来指示当前要执行指令的内存地址,,,累加器A,程序状态寄存器PSW,堆栈指示器SP,数据指针DPTR和通用寄存器B等.
二、8031的引脚描述
Vcc:接+5V电压
Vss:接地端
XTAL1:接外部晶体的一个引脚。在单片机内部,它是一个反相放大器的输入端,这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时,对HMOS单片机,此引脚应接地,CHMOS单片机,此引脚作为驱动端。
XTAL2:接外部晶体的另一端。在单片机内部,接至上述反相放大器的输出端。当采用外部振荡器时,对HMOS单片机,该引脚接外部振荡器的信号,即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端,对CHMOS此引脚应悬空。
RST/VPD:当振荡器运行时,在此引脚上出现两个周期的高电平将使单片机复位。Vcc掉电期间,此引脚可接上备用电源,以保持内部RAM的数据不丢失。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,ALE的输出用于锁存地址的低位字节。要注意的是,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。对于EPROM型单片机编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
EA/VPP:当EA保持高电平,访问内部存储器,当EA保持低电平时,访问外部程序存储器。对8031来说,无内部程序存储器,EA脚必须常接地。
P0口:是双向8位三位I/O口,在外接存储器时,与地址总线的低8位及数据总线复用。能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载。
P1口:是8位准双向I/O口