在Proteus仿真软件里面使用STC89C52实现指定频率的AC信号的测频、显示、双机通信。
一.原理图部分
整体的电路图如示：
DC-AC电路部分的输出就使用信号源直接模拟了。
原理图如下：
运行结果如下：
可以准确测量出结果，并在LCD上显示，单片机1测量到频率后通过串口发送给单片机2，然后在单片机2的LCD上再次显示。
二.源码部分
单片机1
/*单片机1功能：
*1.测量AC的频率20Hz，T0检测上升沿、T1进行计时
*2.LED显示实时测量频率
*3.与单片机2串口通信，T2提供波特率
*晶振频率：11.0592MHz
*/
#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
#include <intrins.h>
#include <string.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sfr T2MOD=0XC9; //寄存器T2MOD定义
/********************* LCD驱动 ************************************/
/* LCD引脚说明 */
sbit RS = P2^0;
sbit RW = P2^1;
sbit EN = P2^2;
/*说明：延时函数
*参数：延时的ms数
*/
void DelayMS(uint ms)
{
uchar i;
while(ms--)
{
for(i=0;i<120;i++);
}
}
/*说明：LCD读
*参数：返回读取的值
*/
uchar Read_LCD_State()
{
uchar state;
RS=0;
RW=1;
EN=1;
DelayMS(1);
state=P0;
EN = 0;
DelayMS(1);
return state;
}
/*说明：LCD忙判断
*参数：无
*/
void LCD_Busy_Wait()
{
while((Read_LCD_State()&0x80)==0x80);
DelayMS(5);
}
/*说明：向LCD写1Byte数据
*参数：写入的数据
*/
void Write_LCD_Data(uchar dat)
{
LCD_Busy_Wait();
RS=1;
RW=0;
EN=0;
P0=dat;
EN=1;
DelayMS(1);
EN=0;
}
/*说明：LCD写命令
*参数：cmd：写入的命令
*/
void Write_LCD_Command(uchar cmd)
{
LCD_Busy_Wait();
RS=0;
RW=0;
EN=0;
P0=cmd;
EN=1;
DelayMS(1);
EN=0;
}
/*说明：LCD初始化
*参数：无
*/
void Init_LCD()
{
Write_LCD_Command(0x38);
DelayMS(1);
Write_LCD_Command(0x01);
DelayMS(1);
Write_LCD_Command(0x06);
DelayMS(1);
Write_LCD_Command(0x0c);
DelayMS(1);
}
/*说明：LCD定位显示
*参数：0X00第一行 0X40第二行
*/
void Set_LCD_POS(uchar p)
{
Write_LCD_Command(p|0x80);
}
/*说明：LCD显示函数
*参数：p：位置信息
* *s：显示的字符串（一行只能显示16个字符）
*/
void Display_LCD_String(uchar p,uchar *s)
{
uchar i;
Set_LCD_POS(p);
for(i=0;i<16;i++)
{
/* 写数据 */
Write_LCD_Data(s[i]);
DelayMS(1);
}
}
/******************************* 测频驱动 *************************************************/
long uint pulse=0; //T0计数的方波的个数；
long uint freq=0; //输入信号的频率
uchar temp=0; //临时变量
/*说明：定时器/计数器初始化函数
*T0的工作方式为16位计数器模式，用来记录上升沿
*T1的工作方式为16位定时器模式，用来计时
*
*参数：无
*/
void Time_Init()
{
EA=1; //打开全局中断
TMOD |= 0x15; //T0：16位计数器模式 T1：16位定时器模式
TH0 = 0xff; //计数器0的初值
TL0 = 0xff; //计数器0的初值
ET0=1; //允许计数器0中断
TR0=1; //打开计数器0，开始计数
TH1 = 0x4b; //定时器1的初值
TL1 = 0xff; //定时器1的初值
ET1=1; //允许定时器1中断
TR1 = 1; //打开定时器1，开始计数
}
/*说明：T0的中断服务函数，用来计数脉冲数，每一个方波脉冲，计数器进入中断，脉冲数+1
*参数：无
*/
void ISQ_timer0(void) interrupt 1
{
TR0 = 0;
pulse++;
TH0 = 0xff;
TL0 = 0xff;
TR0 = 1;
}
/*说明：T1的中断服务函数，每次中断代表50ms，测量20次中断（1s）的脉冲数就是频率
*参数：无
*/
void ISQ_time1() interrupt 3
{
TH1 = 0x4b; //11.0592MHz，50ms定时的重装值
TL1 = 0xff;
temp++;
if(temp==20)
{
TR0 = 0; //进入处理时，关闭
TR1 = 0;
temp=0;
freq=pulse;
pulse=0; //将脉冲数清零，重新计数
TR0 = 1; //处理完毕，打开
TR1 = 1;
}
}
/************************************ T2uart *************************************************/
/*说明：uart配置，T2作为波特率发生定时器
*参数：无
*/
void uart_config(void)
{
T2MOD = 0x01; //自动重载
T2CON = 0x30; //T2用做发送接收时钟
TH2 = 0xFF; //9600波特率,11.0592Mhz晶振
TL2 = 0xDC;
RCAP2H = 0xFF;
RCAP2L = 0xDC;
SCON = 0x50; //串口方式1,1个起始位,1个停止位,8位数据，可变波特率
PCON = 0X00; //波特率不加倍
TR2 = 1; //启动T2
ES = 1; //开串口中断
EA = 1; //开总中断
}
/*说明：uart发送一个字符
*参数：byte：发送的字符
*/
void uart_send_byte( uchar byte )
{
ES=0;
SBUF=byte;
while(!TI);
TI=0;
ES=1;
}
/*说明：uart发送字符串，固定长度为16*uchar
*参数：*str：发送的字符串首地址
*/
void uart_send_str( uchar *str )
{
uint i=0;
for( i=0;i<16;i++ )
{
uart_send_byte(str[i]);
}
}
void main()
{
uchar temp[16]; //定义字符显示缓存数组
Time_Init(); //T0、T1初始化
uart_config(); //uart初始化，主要是T2初始化波特率
Init_LCD(); //LCD初始化
while(1)
{
sprintf(temp,"FREQ:%08.0fHz",(float)freq);
Display_LCD_String(0X40,temp);
uart_send_str(temp);
}
}
单片机2
本来单片机2还负责给DC-AC电路产生控制信号的，在这里我忽略了DC-AC电路部分，所以控制信号的代码可有可无。
/*单片机2功能：
*1.与单片机1进行串口通讯，接收测量的AC频率
*2.LED显示实时单片机1传回的测量频率
*3.为DC-AC逆置电路提供信号
*晶振频率：11.0592MHz
*/
#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
#include <intrins.h>
#include <string.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define uint8_t uint
/********************* 控制信号发生 ************************************/
//为DC-AC电路提供稳定的20Hz脉冲信号
sbit O1_4 = P2^3 ;
sbit O2_3 = P2^4;
sbit G1=P1^2;
sbit G2=P1^3;
sbit G3=P1^4;
sbit G4=P1^5;
sbit G5=P1^6;
sbit G6=P1^7;
unsigned int time1;
unsigned int time2;
/*说明：T0初始化，利用T0输出PWM脉冲信号
*参数：无
*/
void Timer0_Init(void) //1毫秒@11.0592
{
TMOD |= 0x01;
TH0 = 0xfc;
TL0 = 0x66;
TF0 = 0;
EA = 1;
TR0 = 1;
ET0 = 1;
}
/*说明：T0中断服务函数，产生PWM脉冲信号
*参数：无
*/
void time0() interrupt 1
{
TH0=0xfc;
TL0=0x66;
time1++;
time2++;
/* 单相 */
if((time1>=0)&&(time1<=25)){O1_4=1;O2_3=0;}
if((time1>25)&&(time1<=50)){O1_4=0;O2_3=1;}
if(time1>50)time1=0;
/* 三相 */
if(time2>0&&time2<=8){G1=1;G2=0;G3=0;G4=0;G5=1;G6=1;}
if(time2>8&&time2<=16){G1=1;G2=1;G3=0;G4=0;G5=0;G6=1;}
if(time2>16&&time2<=24){G1=1;G2=1;G3=1;G4=0;G5=0;G6=0;}
if(time2>24&&time2<=32){G1=0;G2=1;G3=1;G4=1;G5=0;G6=0;}
if(time2>32&&time2<=40){G1=0;G2=0;G3=1;G4=1;G5=1;G6=0;}
if(time2>40&&time2<=48){G1=0;G2=0;G3=0;G4=1;G5=1;G6=1;}
if(time2>48)time2=0;
}//50ms的周期
/********************* LCD驱动 ************************************/
/* LCD引脚 */
sbit RS = P2^0;
sbit RW = P2^1;
sbit EN = P2^2;
/*说明：延时函数
*参数：延时的ms数
*/
void DelayMS(uint ms)
{
uchar i;
while(ms--)
{
for(i=0;i<120;i++);
}
}
/*说明：LCD读
*参数：返回读取的值
*/
uchar Read_LCD_State()
{
uchar state;
RS=0;
RW=1;
EN=1;
DelayMS(1);
state=P0;
EN = 0;
DelayMS(1);
return state;
}
/*说明：LCD忙判断
*参数：无
*/
void LCD_Busy_Wait()
{
while((Read_LCD_State()&0x80)==0x80);
DelayMS(5);
}
/*说明：向LCD写1Byte数据
*参数：写入的数据
*/
void Write_LCD_Data(uchar dat)
{
LCD_Busy_Wait();
RS=1;
RW=0;
EN=0;
P0=dat;
EN=1;
DelayMS(1);
EN=0;
}
/*说明：LCD写命令
*参数：cmd：写入的命令
*/
void Write_LCD_Command(uchar cmd)
{
LCD_Busy_Wait();
RS=0;
RW=0;
EN=0;
P0=cmd;
EN=1;
DelayMS(1);
EN=0;
}
/*说明：LCD初始化
*参数：无
*/
void Init_LCD()
{
Write_LCD_Command(0x38);
DelayMS(1);
Write_LCD_Command(0x01);
DelayMS(1);
Write_LCD_Command(0x06);
DelayMS(1);
Write_LCD_Command(0x0c);
DelayMS(1);
}
/*说明：LCD定位显示
*参数：0X00第一行 0X40第二行
*/
void Set_LCD_POS(uchar p)
{
Write_LCD_Command(p|0x80);
}
/*说明：LCD显示函数
*参数：p：位置信息
* *s：显示的字符串（一行只能显示16个字符）
*/
void Display_LCD_String(uchar p,uchar *s)
{
uchar i;
Set_LCD_POS(p);
for(i=0;i<16;i++)
{
/* 写数据 */
Write_LCD_Data(s[i]);
DelayMS(1);
}
}
/************************************ T1uart *************************************************/
/*说明：uart初始化函数，T1为uart提供9600波特率
*参数：无
*/
void uart_config(void)
{
TMOD |= 0x20; //设置定时器1的工作方式2---8位自动装填
SCON = 0x50;
TH1 = 0xfd; //设置初始值:使比特率为9600bps
TL1 = 0xfd;
PCON = 0x00; //SMOD=0，不加倍
EA = 1; //打开总中断
ES = 1; //打开串口通讯中断
TR1 = 1; //打开定时器中断开关
}
uchar Rx_Str[16]={0}; //接收缓存
uint state; //接收状态：1：正在接收 0：接收完毕
volatile uint i=0;
/*说明：uart中断处理函数，进行解析数据帧
*参数：无
*/
void uart_receive() interrupt 4
{
uchar num;
if(1==RI)
{
RI=0; //清除标志位
num=SBUF; //从计算机接收数据，赋给num
if( num == 'F' ) //解析帧头
{
state = 1;
}
if( Rx_Str[i-1] == 'z' ) //解析帧尾
{
state = 0;
i=0;
}
if( 1 == state ) //缓存数据
{
Rx_Str[i++] = num;
}
}
}
void main()
{
Timer0_Init(); //T0初始化，产生脉冲信号
uart_config(); //uart初始化，接收串口数据
Init_LCD(); //LCD初始化，显示接收的数据帧
while(1)
{
Display_LCD_String(0X40,Rx_Str);
}
}