简易多功能计数器

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1、编号：F甲1018竞赛题目：简易多功能计数器（F题）2008年9月15日简易多功能计数器摘要：本系统以Atmel公司的AVR-mega16为控制核心，函数信号发生器的信号分两路进入单片机，利用mega16内部的定时计数器T/C1的输入捕捉功能来实现高精度的周期测量。由单片机产生时基信号、完成电路中待测信号的计数、译码和显示，以及对分频比的控制。该计数器能够接收函数信号发生器产生的信号,准确地测量周期、频率和时间间隔，精度较高，误差小。并且实现了发挥部分的语音报数功能、测温，时钟功能，能够显示被测信号的峰值，具有记忆功能。可由4×6键盘对上述各个功能进

2、行选择、切换。关键词：AVR-mega16，输入捕捉，键盘，语音，测温，时钟，记忆。Abstract:ThissystemtakesAVR-mega16microprocessorofAtmelcompanyasthecontrolcenter.Thesignaloffunctiongeneratorentersthemicroprocessorbytwoways.Thetimer/counter1ofmega16measuresperiodwithitsfunctionofenteringandcatching.Themicroprocessorm

3、akesthetime-basedsignal,countsthenumberofthefunctiongeneratorsignal,translatescodes,displaysandcontrolsdivisionratio.Thecounterisabletocatchthesignalfromfunctiongenerator,measurestheperiod,thefrequencyandtimeintervals.Thesystemperformsthetemperaturemeasurement,displaysthepeakva

4、lueofsignal.Italsohasmemoryfunction.Thefunctionscanbecontrolledbythe4×6keyboard.Keywords:AVR-mega16,enteringandcatching,thekeyboard,temperaturemeasurement.1系统方案选择与论证1.1实现方案本系统以AVR-mega16为控制和检测核心，信号分两路，一路进入分频器CD4060，然后进入闸门1；另一路经反向器74LS14整形后变成标准的方波进入闸门2。通过单片机来控制两个闸门的选通。若待测信号的频率小于

5、150KHz，则选通闸门2；若待测信号大于150KHz，则选通闸门1.利用mega16内部的定时计数器T/C1的输入捕捉功能来实现高精度的周期测量。测量的结果显示在8位数码管上，通过4×6矩阵键盘来控制功能变换，通过ISD4002语音芯片来完成语音报数功能，DS18B20来完成对现场温度的测试，通过ds1302实现可调的时钟显示。系统总体框架如图1 图1：系统总体框架图1.2各模块的方案论证1.2.1控制器模块方案一：采用51单片机，它是8位单片机，集成度较高，可靠性好，但软件兼容性较差，必需用汇编语言编程，外围扩展电路也较复杂。方案二：采用凌阳公司

6、的SPCE061A单片机，它是16位单片机，体积小、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强，内嵌32k字闪存FLASH，处理速度较高。突出特点是具有很强的语音功能。但IO口灌电流与拉电流过小，适用范围有限。方案三：采用Atmel公司的AVR-mega16单片机,它是8位单片机，跟前两种单片机相比主要有以下几个优点：（1）内含16位定时器T1，具有输入捕捉功能可以实现精确的程序定时和信号测量.（2）内嵌16K的Flash程序存储器可在线编程、可擦写一万次以上。（3）具有10-20mA(输出)或40mA（吸收流）大电流，强于前两种单

7、片机，适用范围更广。（4）片内含128B—8KBSRAM，可灵活使用指令运算，适合使用功能很强的C语言编程。方案选择：由于AVR-mega16单片机的T/C1具有输入捕捉功能，该功能可以应用于精确捕捉一个外部事件的发生，记录事件发生的时间印记。利用该功能可以实现对周期的精确测量，发挥部分的语音模块利用mega16同样可以做到，所以我们选用AVR-mega16单片机。1.2.2闸门模块方案一：采用八选一模拟开关CD4051通过调节A、B、C的电平控制选通。方案二：采用两个8050三极管，基极接单片机端口，集电极接2个待选信号。通过单片机控制三极管的开关

8、。方案选择：在实际操作中发现CD4051的关断效果不好，不如使用三极管。所以使用方案二。1.2.3键盘模块方