VSS无法得到某些目录下的文件

Tycool 2005-11-21 09:53:12
是不是VSS的bug?选择了recursive,但是某些子目录下的文件就是无法得到新版本,很头疼
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Tycool 2005-12-09
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【有关Recursive与 Build tree】(来源于VSS帮助)
Recursive (project-level Get only)
Gets a project, all the files in the project, and its subprojects. Each file in a subproject is copied into its own working folder, which can be a folder anywhere
on your computer or an accessible remote computer. To override the working folder
settings, and create a file structure that mirrors the VSS project structure, use
the Build Tree option.
简言之:若一个目录中的子目录设定了另外的工作目录,则recursive保证对服务器上各子目录
文件进行操作.build tree则强制将服务器上的各目录原封不动的映射到本地目录中,而不管其
中子目录被设定到其它工作目录.
Tycool 2005-12-05
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为什么要选上build tree,目录没有新增或变化啊
另外,也不是那个设置:因按了shift而没有提示(就是中间本来要弹出的确认窗口不再弹出)的问题
check out时有些复选项没选上。<----不是checkout的时候,是get latest的时候
chuanzhu 2005-11-28
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check out时有些复选项没选上。
chaobeyond 2005-11-21
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buildt tree也应该选上.
qiushikong 2005-11-21
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没碰到过,使用正常。
TortoiseSVN是一个SVN的客户端,使用方法: 1.Checkout Repository 首先要Checkout服务器端的Repository, 所谓的Checkout就是指获得服务器端指定的Repository存储的所有文件。 这个Checkout和Visual Source Safe的Checkout意义完全不一样, VSS的Checkout指的是锁定某个文件,如果你以前使用过VSS, 在学习Subversion时这个问题一定要注意。 Checkout的具体方式是: 在客户端新建一个空目录,比如:F:\Project1 在该目录上单击右键,在弹出式菜单中选中SVN Checkout..., 之后在“URL of Repository”文本框中填入你想要连接的Repository的地址, 这个URL地址可以用浏览方式加入。 对于在本教程第二节建立的Repository, URL应该是“svn://xxx/project1” (xxx可以是服务器端主机名,也可以是服务器端的ip地址)。 然后点OK,会弹出一个认证对话框, 输入在教程第三节设置的用户名和密码。 点OK后就完成了对Repository的Checkout。 比如:在服务器端Repository中有一个a.txt文件, 那么Checkout之后F:\Project1目录下也会出现一个a.txt文件。 在本例中由于服务器端的Repository还未添加任何文件, 所以在客户端的F:\Project1下没有文件被Checkout。 执行Checkout除了会在F:\Project1产生Repository存储的文件目录外, 还会产生了一个“.svn”的隐含目录,该目录是由subversion管理的, 不要删除或者手工改动其中的文件目录。 现在F:\Project1中的文件目录就叫做Repository的“Working Copy”简写“WC” (这个简写...汗)。 以后对Repository中文件目录的修改,添加,删除的操作, 都是通过对这个“Working Copy”的操作实现的。 Checkout执行完后, 会发现F:\Project1目录的图标的左下角附着了一个小的状态图标 (当F:\Project1目录中的文件改变时,这个状态图标也会随之变化), 它表示F:\Project1是一个Repository的“Working Copy”, F:\Project1内的所有文件目录也会有类似的状态图标。 2.添加文件 将要添加的文件或者目录拷贝到F:\Project1下, 然后在该文件目录上单击右键,TortoiseSVN->Add,点OK。 如果添加了不止一个文件目录, 则鼠标不要在F:\Project1中点中任何文件, 然后单击右键,TortoiseSVN->Add, 就可以添加多个文件目录。 这时文件的状态图标会发生变化。 Add命令只是告诉本地的“Working Copy”将该文件纳入版本管理, 并没有将这个改变提交到服务器端, 如果想要别人也看见你对Repository的修改,你需要 在F:\Project1下单击右键,SVN Commit..., 将你所做的修改提交到Repository。 文件的状态图标也会更新。 不管你在“Working Copy”内添加、修改、删除文件后, 要想其他人也看见你的修改, 都必须用Commit命令将所做修改递交到服务器端的Repository。 3.修改文件 用文本编辑器或IDE对文件修改后, 文件的状态图标会变化, 然后单击右键,SVN Commit... 提交修改,只有当执行Commit提交修改后, 你所作的修改才会反映到服务器端的Repository中。 4.删除文件 删除文件时,选中要删除的文件目录, 单击右键,TortoiseSVN->Delete,提交修改。 注意千万不要用“Delete”键来删除文件,否则将无法提交你的修改。 这一点对目录的删除来说尤为重要。 5.放弃修改 当你添加、修改、删除文件后,决定放弃修改, 你可以单击右键,TortoiseSVN->Revert, 本地的“Working Copy”中的文件目录会恢复到你修改前的状态。 6.获取Repository的最新版本 当一个团队合作开发项目时, 每一个人都在不断的对Repository进行更新, 你需要不断的更新自己的“Working Copy”, 以获取项目最新的文件。 当第一次获得最新Repository的文件时, 我们用Checkout命令,前面已经介绍了, 以后再获取最新文件时就不用Checkout了。 而改用Update命令。 接着前面的例子,这时F:\Project1已经成为一个“Working Copy”了 (通过执行Checkout命令),现在其他人已经对Repository进行了修改, 我想将别人的修改反映到我的“Working Copy”中, 具体的方法是:在F:\Project1目录上单击右键, SVN Update。这时F:\Project1中的文件就是最新的版本了。 注意,如果当你的“Working Copy”中有被修改的文件, 或者有被删除的文件,并且还未提交这些修改时, 这些文件在执行Update过程中是不会被更新的。 比如你修改了F:\Project1下a.txt文件, 还未提交修改,那么, 当你对F:\Project1进行Update时, a.txt文件是不会更新为Repository上的a.txt文件的。 所以如果想放弃当前的所有修改, 并将F:\Project1下所有文件目录更新到最新版本, 应该先对F:\Project1执行Revert命令再执行Update命令。 7.subversion的版本控制模型 当你用subversion进行版本控制时, Subversion会记录你对Repository进行的每一次修改(包括添加,修改,删除等等), 每修改一次Repository都会产生一个新的Revision(修订版本号), 不同的Revision代表了不同时刻Repository的状态, 因此我们可以用这个Revision回朔任意时刻Repository的状态, 就像时间机器一样,也就是说某一Revision 就是Repository在某一时刻的一个“快照”。 注意:Revision不是针对某一个文件或者目录, 而是针对整个Repository而言的。 每修改一次Repository,Revision 都会增加1。 Subversion的版本控制模型是一种叫做Copy-Modify-Merge (拷贝-修改-合并)的模型。 考虑这种情况: 张三和李四是公司同一个部门的同事, 他们共同维护一个文本文件a.txt, 并且对该文件进行版本控制, 因此他们把这个文件放到一个Repository上共同维护该文件。 周一上午9点,张三和李四同时想对a.txt文件进行修改, 于是他们同时从Repository上取得该文件的最新版本(Revision 10), 然后进行修改。过了三分钟,张三首先完成了修改, 他在该文件的第五行修改了一个单词的拼写(将Typo改为Type), 于是张三对修改后的文件执行Commit命令, 将修改提交到服务器端的Repository中。 这时Repository的Revision变为11。 六分钟过后,李四也完成了他的修改, 他修改了该文件第十行上的一个单词拼写(将He改为She), 于是他也对修改后的文件执行Commit命令, 这时Subversion 在提交修改时会发现, 李四修改的文件是Revision10的a.txt文件, 而不是最新的Revision 11的a.txt文件。 于是,Subversion 提示李四在提交修改前, 应该先将Working Copy更新到最新版本, 李四执行Update命令将Working Copy更新到Revision 11, 这时Subversion会提示已经完成合并, 李四的a.txt文件的第五行的“Typo”已经变为了“Type”, 第十行还是“She”,就是说Subversion已经将张三的修改“合并”到李四的a.txt文件中了。 之后,李四再执行Commit命令,就能将他对第十行的修改(将He改为She) 提交到服务器端的Repository中了(生成Revision 12)。 但是这种合并在某些情况下会变得复杂一些, 比如:李四对a.txt文件的修改并不是第十行, 而是与张三同样修改第五行的单词, 李四将“Typo”改为“Typr”,并且提交修改, 这时Subversion会提示李四在提交修改前, 应该先将Working Copy更新到最新版本, 李四执行Update命令将Working Copy更新到Revision 11, 这时Subversion将Revision11的a.txt文件与 李四修改的a.txt文件进行合并时发现李四修改的同样是第五行, 于是Subversion就无法判断是李四的修改(“Tpyr”) 正确还是张三的修改(“Type”)正确, 因为他们都是在Revision10的a.txt基础上作的修改。 这种情况叫做Conflict(冲突), a.txt文件的图标会变成一个黄色三角。 这时,只能依靠李四自己去判断到底第三行应该修改为“Typr”还是“Type”。 当李四确定修改之后,在a.txt文件上单击右键,TortoiseSVN->Resolved 告诉Subversion已经解决了Conflict。 这时再执行Commit命令就能提交修改(生成Revision 12)。 Subversion 这种控制方式保证了你对文件所作的修改都是基于文件的最新版本。 8.“.svn”目录 在客户端Working Copy的每一层目录中都会有一个“.svn”目录, 该目录是Subversion进行管理用的目录。 不要手动修改其中的文件。 该目录存储了Working Copy的一个副本 (实际存储副本的地方是F:\project1\.svn\text-base目录), 比如:F:\Project1是一个Working Copy, 该目录下有两个文件a.txt和b.txt还有一个子目录ccc, 子目录ccc中还有一个d.txt文件。 “.svn”目录中存储的是你最近一次执行完Update或者Commit命令之后当前目录文件的副本, 比如:F:\project1\.svn\text-base中存储的a.txt和b.txt 是最近一次执行完Update或者Commit命令之后F:\project1下的a.txt和b.txt的拷贝。 也就是说你所作的修改都是基于“.svn”目录存储的那些文件。 这种机制可以让我们在不连接网络的情况下, 将Working Copy中的文件恢复到修改之前的状态。 Subversion的Revert命令就是利用了这种机制来实现的。 比如你修改了F:\project1\a.txt文件, 这时你又改变了主意想放弃对该文件的修改, 你可以单击右键,TortoiseSVN->Revert, 修改过的F:\project1\a.txt文件 就会被F:\project1\.svn\text-base中a.txt文件的副本所替代, 使得a.txt恢复到修改前的状态。 Working Copy中每一个子目录下都会有一个“.svn”目录, 并不是只有最上层目录才有“.svn”目录。 所以,F:\project1\ccc下也有一个“.svn”目录, 该目录存储的是F:\project1\ccc\d.txt的副本 (d.txt的副本位于F:\project1\ccc\.svn\text-base)。 也就是说每个“.svn”目录只存储同级目录中的“文件”副本, 而不存储“目录”副本。“.svn”目录存有许多重要的内容, 所以前面说在删除文件目录时, 必须用TortoiseSVN->Delete, 而不能用“Delete”键来删除文件目录,尤其是对于目录的删除。 9.混合版本 Subversion的Working Copy被设计成一种能够包含不同版本的文件共存的形式。 比如F:\Project1是一个Working Copy, 该目录下有两个文件a.txt和b.txt。 执行Update命令,将Working Copy更新到最新版本(Revision 24)。 这时,a.txt和b.txt的Revision都是24 (其实对于单个文件来说并不存在Revision, Revision是对于整个Repository而言的, 这里所指的是Repository的Revision24所存储的a.txt和b.txt, 但为了方便而采用这种描述方式,请注意,下同)。 之后,你的同事修改了a.txt,并且提交了修改, 这时Repository的Revision就变成25了。 注意,这时你没有再次执行Update, 因此你的Working Copy的Revision还是24。 这时你修改了b.txt文件,并提交修改。 因为Revision25并没有对b.txt文件进行修改, 因此你对b.txt文件的修改是基于b.txt文件最新的版本, 所以不会出现Conflict。 当你提交b.txt的修改后,产生Revision26。 这时你会发现你的Working Copy中的a.txt文件并不是Revision25中的a.txt文件, 它还是Revision24的a.txt文件,而你的b.txt文件是Revision26的b.txt文件。 也就是说当你Commit时,你的Working Copy中只有你提交的那些文件是最新版本, 而其他没有修改的文件并不会更新为最新版本。 这样就造成了你的Working Copy由不同的Revision文件所组成 (Revision24的a.txt文件和Revision26的b.txt文件)。 前面说过在提交修改前必须保证你是在文件的最新版本基础上修改, 如果在这种混合版本的情况下, 怎样才能知道当前Working Copy中的文件是否为最新版本? 在前面所说的“.svn”目录中有一个文件名为“entries”的文件, 该文件记录了当前Working Copy中的每一个文件的Revision, 因此当你Commit时,Subversion会从该文件中取得你提交文件的Revision, 再与Repository的最新Revision一比较就可以知道你修改的文件是否基于该文件的最新版本。 10.文件的锁定 前面说过Subversion的版本控制模型是一种叫做Copy-Modify-Merge (拷贝-修改-合并)的模型。 该模型在对文本文件进行版本控制时工作的很好, 但是有些需要进行版本控制的文件并不是文本文件, 比如说图像文件,这种模型在这种情况下就不能正常工作了, 因为文本文件可以合并,而二进制文件无法合并。 所以Subversion从1.2开始支持一种叫Lock-Modify-Unlock (锁定-修改-解锁)的版本控制模型。 在Windows下最常用的版本控制软件Visual Source Safe(VSS)就是采用这种模型。 这种模型要求在对一个文件修改前首先要锁定这个文件, 然后才能修改,这时,别人将无法对该文件进行修改, 当修改完后再释放锁,使其他人可以对该文件进行锁定,然后修改。 锁定文件的方法是:TortoiseSVN->Get Lock...再点OK按钮, 这时就完成了对文件的锁定。 这时,如果其他人想对文件进行锁定时, Subversion会对他提示该文件已经被别人锁定。 当你修改完文件后,然后单击右键,SVN Commit..., 将修改提交,默认情况下,提交的时候就会对该文件解锁, 如果你想仍然锁定该文件,请在commit时弹出的对话框中选中keep lock复选框。 11.文件的附加属性 在Subversion中,每个文件可以拥有一种叫做附加属性的东西。 附加属性描述了该文件所拥有的一些特性。 Subversion已经预定义了一些附加属性 (这里只是指Subversion已经定义了一些附加属性的“名称”, 并不是指已经将这些属性附加在文件上了, 比如默认情况下文本文件一开始不含任何属性, 直到人为的对该文件添加附加属性), 并且你可以对文件添加自定义的属性。 Subversion对待附加属性就像对待文件内容一样, 当修改了一个文件的附加属性(添加,改变,删除附加属性), 即使没有对文件的内容进行修改, 同样可以Commit该文件,就像更改了文件内容那样, Repository也会生成新的Revision, 所以从某种意义上来说, Subversion不区别对待文件的附加属性的修改和文件的内容的修改, 文件的附加属性可以看成是一种特殊的文件内容。 Subversion预定义了若干个附加属性, 这里只讨论“svn:needs-lock”属性, 因为它与我们上面的文件锁定会产生的一个问题有关。 其他的属性可以参考Subversion自带的帮助文档。 考虑这种情况, 张三和李四同时想对一个图片文件a.jpg作修改, 张三在修改时先将该文件锁定,然后进行修改, 同时李四也开始对该文件进行修改, 但李四忘记了对非文本文件进行修改时应该先锁定该文件。 张三首先对该文件修改完毕,于是张三向服务器提交了他的修改。 之后,李四也完成了修改,当他提交修改时, Subversion提示李四的文件版本不是最新的, 在Commit之前应先更新a.jpg到最新版本, 由于图片文件无法合并, 这就意味着张三和李四之间必定有一个人的修改会作废。 应用“svn:needs-lock”属性可以避免这个问题。 当一个文件拥有“svn:needs-lock”属性时, 该文件在没有锁定时,文件的图标是灰色的, 表示该文件是一个只读文件(该文件的Windows只读属性的复选框为选中), 这个灰色的图标就会提醒想对该文件进行修改的人, 在修改该文件之前应该首先锁定该文件。 锁定该文件之后,文件的只读属性就会去掉了, 一旦释放掉锁,文件的图标又会变成灰色, 文件也会变成只读的了。 李四在这种情况下就会避免在没有锁定文件时对文件进行修改。 对非文本文件添加“svn:needs-lock” 属性应该在将该文件第一次添加到Repository时就设置, 当然,一个文件可以在任意时刻添加附加属性, 这样做是为了减少李四所遇到的那个问题发生的几率。 具体的方法是: 首先将a.jpg文件拷贝到Working Copy中, 然后在该文件上单击右键, TortoiseSVN->Add,告诉Subversion要将该文件纳入版本控制, 接着在该文件上单击右键并选中属性, 在弹出的属性对话框中选中Subversion页。 在下拉框中选中“svn:needs-lock”, 并在下面的文本框中填入“*” (其实这里填什么都无所谓,只要文件有“svn:needs-lock”附加属性就行), 之后点Set按钮,“svn:needs-lock”附加属性就设置好了。 然后执行Commit命令提交修改。 这时当其他人执行Update时, a.jpg就会添加到他们的Working Copy中, 并且文件的附加属性也会随文件一起被得到。 可以看到a.jpg此时的图标就是灰色的, 文件的Windows属性也是只读的。 12.回到以前的版本 由于Subversion会记录你对Repository的每一次修改, 因此能够很容易的获得Repository以前某一时刻的状态。 比如:现在Repository的最新Revision是56, 这时我想看看Repository在Revision24时的状态, 可以在本地的Working Copy中单击右键, TortoiseSVN->Update to Revision..., 然后输入你想要回复到的Revision号,点OK按钮。 回到以前的版本还有一种情况是我想将Repository的 最新Revision的状态与以前某一个Revision的状态一模一样, 上面那种方法就不适合, 上面的那种方法只是将本地的Working Copy回复到以前的状态, 而服务器端的Repository并没有回到以前的状态。 将Repository的最新Revison的状态回复到以前某个Revision的状态具体的方法是: 先执行Update命令将Working Copy更新到最新的Revision, 然后在Working Copy中单击右键, TortoiseSVN->Show Log, 弹出的Log Messages窗口中会显示该Repository的所有Revision, 选中最新的Revision,之后按住Shift键, 再单击你想回复到的Revision+1的那个Revision (比如Repository的最新Revision是30, 你想将Repository的状态回复到Revision16, 那么就选中Revision30,再按住Shift键, 选中Revision17, 就是说选中Revision17到Revision30之间的所有Revision)。 然后在选中的Revision上单击右键, 选中“Revert changes from these revision”。 再点Yes按钮,就可以将Working Copy的状态回复到目标Revision。 注意,此时只是Working Copy回复到目标Revision, 之后应该用Commit提交修改, 这样Repository最新状态就与目标Revision的状态一样了。 这两种回复到以前版本的方式截然不同, 第一种方式是将整个Working Copy回复到某个Revision, 也就是说这种方式Working Copy中的“.svn”目录所存的文件副本也与目标Revision的一模一样, 如果这时你没有修改文件,你将不能执行Commit命令。 而第二种方式客户端Working Copy中的 “.svn”目录所存的副本始终是最新的Revision的文件副本 (这里我们基于一个假设:在Update之后没有其他人对Repository做修改)。 这种方式就像是我们自己手工将Working Copy的文件状态修改为目标Revision, 在修改之后提交修改一样。 13.查看修改 有时我们对Working Copy的许多文件进行了修改, 这些文件位于不同的子目录,我们就可以在Working Copy的最上层目录单击右键, TortoiseSVN->Check For Modifications, 弹出的对话框就会显示你所做的所有修改明细。 还有一种情况是我们的Working Copy已经很久没有执行Update命令, 我们想看看Working Copy中有哪些文件已经发生修改了, 这时就可以在Working Copy的最上层目录单击右键, TortoiseSVN->Check For Modifications, 在弹出的对话框点击Check Repository按钮后, 就会显示服务器端已经修改了的文件。 该方法还有一个用途就是查看文件的锁定, 当你想锁定一个文件时,你想先看看这个文件有没有被别人锁定, 点击Check Repository按钮会显示服务器端Repository所有被锁定的文件, 如果你想锁定的文件不在这里面,那就说明该文件目前没有人锁定。
第1 页共27 页 1 概述 频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟,对比测 量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数,此时我们称 闸门时间为1 秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长,得到的频 率值就越准确,但闸门时间越长则没测一次频率的间隔就越长。闸门时间越 短,测的频率值刷新就越快,但测得的频率精度就受影响本文。数字频率计是 用数字显示被测信号频率的仪器,被测信号可以是正弦波,方波或其它周期性 变化的信号。因此,数字频率计是一种应用很广泛的仪器 电子系统非常广泛的应用领域内,到处可见到处理离散信息的数字电路。 数字电路制造工业的进步,使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功 能,从而提高系统可靠性和速度。 集成电路的类型很多,从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2 大 类。数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统,以及其它电子设备中。 一般说来,数字系统中运行的电信号,其大小往往并不改变,但在实践分布上 却有着严格的要求,这是数字电路的一个特点。 2 系统的总体设计: 2.1 原理设计 本频率计的设计以AT89S52 单片机为核心,利用它内部的定时/计数器完成 待测信号周期/频率的测量。单片机AT89S52 内部具有2 个16 位定时/计数器, 定时/计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出中断要求的功 能。在构成为定时器时,每个机器周期加1 (使用12MHz 时钟时,每1us 加1),这 样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。在构成为计数器时,在相应的外部 引脚发生从1 到0 的跳变时计数器加1,这样在计数闸门的控制下可以用来测 量待测信号的频率。外部输入每个机器周期被采样一次,这样检测一次从1 到0 的跳变至少需要2 个机器周期(24 个振荡周期) ,所以最大计数速率为时钟频率 的1/24 (使用12MHz 时钟时,最大计数速率为500 KHz) 。定时/计数器的工作由 相应的运行控制位TR 控制,当TR 置1 ,定时/计数器开始计数;当TR 清0 ,停止计 数。设计综合考虑了频率测量精度和测量反应时间的要求。例如当要求频率测 量结果为4 位有效数字,这时如果待测信号的频率为1Hz ,则计数闸门宽度必须 大于1000s。为了兼顾频率测量精度和测量反应时间的要求,把测量工作分为两 种方法。当待测信号的频率大于等于2Hz 时,定时/ 计数器构成为计数器,以机 器周期为基准,由软件产生计数闸门,这时要满足频率测量结果为4 位有效数字, 则计数闸门宽度大于1s 即可。当待测信号的频率小于2Hz 时,定时/ 计数器构 成为定时器,由频率计的予处理电路把待测信号变成方波,方波宽度等于待测信号 的周期。用方波作计数闸门,完全满足测量精度的要求。 频率计的量程自动切换在使用计数方法实现频率测量时,这时外部的待测信 号为定时/ 计数器的计数源,利用定时器实现计数闸门。频率计的工作过程为: 首先定时/计数器T0 的计数寄存器设置一定的值,运行控制位TR0 置1,启动定 时/ 计数器0;利用定时器0 来控制1S 的定时,同时定时/计数器T1 对外部的待 第2 页共27 页 测信号进行计数,定时结束时TR1 清0 ,停止计数;最后从计数寄存器读出测量数 据,在完成数据处理后,由显示电路显示测量结果。在使用定时方法实现频率测 量时,这时外部的待测信号通过频率计的予处理电路变成宽度等于待测信号周期 的方波,该方波同样加至定时/ 计数器1 的输入脚。这时频率计的工作过程为: 首先定时/ 计数器1 的计数寄存器清0 ,然后检测到方波的第二个下降沿是否加 至定时/ 计数器的输入脚;当判定下降沿加至定时/计数器的输入脚,运行控制位 TR0 置1 ,启动定时/计数器T0 对单片机的机器周期的计数,同时检测方波的第 三个下降沿;当判定检测到第三个下降沿时TR0 清0 ,停止计数,然后从计数 寄存器T0 读出测量数据,在完成数据处理后,由显示电路显示测量结果。测量 结果的显示格式采用科学计数法,即有效数字乘以10 为底的幂。这里设计的频 率计用4 位数码管显示测量结果。 定时方法实现频率测量。定时方法测量的是待测信号的周期,这种方法只设 一种量程,测量结果通过浮点数运算模块将信号周期转换成对应的频率值,再将 结果送去显示。这样无论采用何种方式,只要完成一次测量即可,频率计自动开 始下一个测量循环,因此该频率计具有连续测量的功能,同时实现量程的自动转 换。 数字频率计的硬件框图如图2.1 所示。 由此可以看出该频率计主要由八部分组成,分别是: (1)待测信号的放大整形电路 因为数字频率计的测量范围为峰值电压在一定电压范围内的频率发生频率 发生周期性变化的信号,因待测信号的不规则,不能直接送入FPGA 芯片中处 理,所以应该首先对待测信号进行放大、降压、与整形等一系列处理。 (2)分频电路 将处理过的信号4 分频,这样可以将频率计的测量范围扩大4 倍。 (3)逻辑控制 控制是利用计数还是即时检测待测信号的频率。 (4)脉冲计数/定时 根据逻辑控制对待测信号计数或定时。将计数或定时得到的数据直接输入 数据处理部分。 第3 页共27 页 (5)数据处理 根据脉冲计数部分送过来的数据产生一个控制信号,送入脉冲定时部分, 如果用计数就可以得到比较精确的频率,就将这个频率值直接送入显示译码部 分。 (6)显示译码 将测量值转换成七段译码数据,送入显示电路。 (7)显示电路 通过4 个LED 数码管将测得的频率值显示给用户。 (8)系统软件 包括测量初始化模块、显示模块、信号频率测量模块、量程自动转换模 块、信号周期测量模块、定时器中断服务模块、浮点数格式化模块、浮点数算 术运算模块、浮点数到BCD 码转换模块。 由于数据处理、脉冲计数/定时、逻辑控制和显示译码都是在单片机里完成 的,所以我们可以把系统分为以下几个模块:数据处理电路、显示电路、待测信 号产生电路、待测信号整形放大电路,电源电路。 2.2 主要开发工具和平台 2.2.1 原理图和印刷电路板图设计开发工具:PROTEL DXP Protel DXP 是第一套完整的板卡级设计系统,真正实现在单个应用程序中的 集成。设计从一开始的目的就是为了支持整个设计过程,Protel DXP 让你可以 选择最适当的设计途径来按你想要的方式工作。Protel DXP PCB 线路图设计系 图2.1 数字频率计的硬件框图 显示译码 待测信号的放大整形电路 数据处理逻辑控制 脉冲计数/定时 显示电路 待测波输入 分频电路 第4 页共27 页 统完全利用了Windows XP 和Windows 2000 平台的优势,具有改进的稳定性、 增强的图形功能和超强的用户界面。 Protel DXP 是一个单个的应用程序,能够提供从概念到完成板卡设计项目的 所有功能要求,其集成程度在PCB 设计行业中前所未见。Protel DXP 采用一种 新的方法来进行板卡设计,使你能够享受极大的自由,从而能够使你在设计的 不同阶段随意转换,按你正常的设计流量进行工作。 Protel DXP 拥有:分级线路图设计、Spice 3f5 混合电路模拟、完全支持线路 图基础上的FPGA 设计、设计前和设计后的信号线传输效应分析、规则驱动的 板卡设计和编辑、自动布线和完整CAM 输出能力等。 在嵌入式设计部分,增强了JTAG 器件的实时显示功能,增强型基于FPGA 的逻辑分析仪,可以支持32 位或64 位的信号输入。除了现有的多种处理器内核 外,还增强了对更多的32 位微处理器的支持,可以使嵌入式软件设计在软处理 器, FPGA 内部嵌入的硬处理器, 分立处理器之间无缝的迁移。使用了 Wishbone 开放总线连接器允许在FPGA 上实现的逻辑模块可以透明的连接到各 种处理器上。引入了以FPGA 为目标的虚拟仪器,当其与LiveDesign-enabled 硬 件平台NanoBoard 结合时,用户可以快速、交互地实现和调试基于FPGA 的设 计,可以更换各种FPGA 子板,支持更多的FPGA 器件。 2.2.2 单片机程序设计开发工具:KEIL C51 keil c51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件开发 系统,和汇编相比,C 在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优 势,因而易学易用。 Keil c51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全 Windows 界面。另外重要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体 会到keil c51 生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑, 容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 Keil C51 可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人 员可用IDE 本身或其它编辑器编辑C 或汇编源文件,然后分别有C51 及A51 编 辑器编译连接生成单片机可执行的二进制文件(.HEX),然后通过单片机的烧 写软件将HEX 文件烧入单片机内。3 2.2.3 单片机仿真软件:PROTEUS Proteus 是目前最好的模拟单片机外围器件的工具。可以仿真51 系列、 AVR,PIC 等常用的MCU 及其外围电路(如LCD,RAM,ROM,键盘,马 达,LED,AD/DA,部分SPI 器件,部分IIC 器件,...) 其实proteus 与 multisim 比较类似,只不过它可以仿真MCU!唯一的缺点,软件仿真精度有 限,而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型。 使用keil c51 v7.50 + proteus 6.7 可以像使用仿真器一样调试程序,可以完全 仿真单步调试,进入中断等各种调试方案。 Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU 的工 作情况,也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。 因此在仿真和程序调试时,关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储 器内容的改变,而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。 对于这样的仿真实验,从某种意义上讲,是弥补了实验和工程应用间脱节的矛 第5 页共27 页 盾和现象。 3 系统详细设计: 3.1 硬件设计 3.1.1 数据处理电路 ( 1 ) 中央处理模块的功能: 直接采集待测信号,将分两种情况计算待测信号的频率: 如果频率比较高,在一秒内对待测信号就行计数。 如果频率比较低,在待测信号的一个周期内对单片机的工作频率进行计数。 将得到的频率值通过显示译码后直接送入显示电路,显示给用户 ( 2 ) 电路需要解决的问题 单片机最小系统板电路的组建,单片机程序下载接口和外围电路的接口。 单片机最小系统板的组建: ①单片机的起振电路作用与选择: 单片机的起振电路是有晶振和两个小电容组成的。 晶振的作用:它结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单 片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越 高,那单片机的运行速度也就越快。MCS-51 一般晶振的选择范围为1~ 24MHz,但是单片机对时间的要求比较高,能够精确的定时一秒,所以也是为了 方便计算我们选择12MHz 的晶振。 晶振两边的电容:晶振的标称值在测试时有一个“负载电容”的条件,在工 作时满足这个条件,振荡频率才与标称值一致。一般来讲,有低负载电容(串 联谐振晶体),高负载电容(并联谐振晶体)之分。在电路上的特征为:晶振 串一只电容跨接在IC 两只脚上的,则为串联谐振型;一只脚接IC,一只脚接地 的,则为并联型。如确实没有原型号,需要代用的可采取串联谐振型电路上的 电容再并一个电容,并联谐振电路上串一只电容的措施。单片机晶振旁的2 个 电容是晶体的匹配电容,只有在外部所接电容为匹配电容的情况下,振荡频率 才能保证在标称频率附近的误差范围内。 最好按照所提供的数据来,如果没有,一般是30pF 左右。太小了不容易起 振。这里我们选择30pF 的瓷片电容。我们选择并联型电路如图3.1 所示。 ②单片机的复位电路: 2 1 Y1 12Mz C2 30pF C1 30pF XTAL1 XTAL2 图3.1 第6 页共27 页 影响单片机系统运行稳定性的因素可大体分为外因和内因两部分: 外因:即射频干扰,它是以空间电磁场的形式传递在机器内部的导体(引线 或零件引脚)感生出相应的干扰,可通过电磁屏蔽和合理的布线/器件布局衰减 该类干扰;电源线或电源内部产生的干扰,它是通过电源线或电源内的部件耦 合或直接传导,可通过电源滤波、隔离等措施来衰减该类干扰。 内因:振荡源的稳定性,主要由起振时间频率稳定度和占空比稳定度决定 起振时间可由电路参数整定稳定度受振荡器类型温度和电压等参数影响复位电 路的可靠性。 复位电路的基本功能是:系统上电时提供复位信号,直至系统电源稳定 后,撤销复位信号。为可靠起见,电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信 号,以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。 为了方便我们选择RC 复位电路可以实现上述基本功能如图3.2 所示。 但是该电路解决不了电源毛刺(A 点)和电源缓慢下降(电池电压不足)等 问题而且调整RC 常数改变延时会令驱动能力变差。增加Ch 可避免高频谐波 对电路的干扰。 复位电路增加了二极管,在电源电压瞬间下降时使电容迅速放电,一定宽 度的电源毛刺也可令系统可靠复位。 在选择元器件大小时,正脉冲有效宽度 2 个机器周期就可以有效的复位, 一般选择C3 为0.1uF 的独石电容,R1 为1K 的电阻,正脉冲有效宽度为: ln10*R1*C3=230>2,即可以该电路可以产生有效复位。 ( 3 ) 程序下载线接口: AT89S52 自带有isp 功能,ISP 的全名为In System Programming,即在线编 程通俗的讲就是编MCU 从系统目标系统中移出在结合系统中一系列内部的硬 件资源可实的远程编程。 ISP 功能的优点: ①在系统中编程不需要移出微控制器。 ②不需并行编程器仅需用P15,P16 和P17,这三个IO 仅仅是下载程序的时 候使用,并不影响程序的使用。 ③结合上位机软件免费就可实现PC 对其编程硬件电路连接简单如图3.3 所 示。 104 C3 1K R1 S1 VCC D1 1N4007 RESET Ch 0.1uF 图3.2 复位电路 第7 页共27 页 系统复位时,单片机检查状态字节中的内容。如果状态字为0,则转去0000H 地址开始执行程序这是用户程序的正常起始地址。如果状态字不0, 则将引导 向量的值作为程序计数器的高8 位,低8 位固定为00H,若引导向量为FCH, 则程序计数器内容为FC00H 即程序转到FC00H 地址开始执行而ISP 服务程序 就是从,FC00H 处开始的那么也就是进入了ISP 状态了,接下来就可以用PC 机 的ISP 软件对单片机进行编程了。 ( 4 ) 去耦电容 好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ 的高频成份。陶瓷片电容或多层陶瓷 电容的高频特性较好。 设计印刷线路板时,每个集成电路的电源,地之间都要加一个去耦电容。 去耦电容有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,提供和吸收该集成电 路开门关门瞬间的充放电能;另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中 典型的去耦电容为0.1uf 的去耦电容有5nH 分布电感,它的并行共振频率大约在 7MHz 左右,也就是说对于10MHz 以下的噪声有较好的去耦作用,对40MHz 以 上的噪声几乎不起作用。 1uf,10uf 电容,并行共振频率在20MHz 以上,去除高频率噪声的效果要好 一些。在电源进入印刷板的地方和一个1uf 或10uf 的去高频电容往往是有利 的,即使是用电池供电的系统也需要这种电容。 每10 片左右的集成电路要加一片充放电电容,或称为蓄放电容,电容大小 可选10uf。最好不用电解电容,电解电容是两层溥膜卷起来的,这种卷起来的 结构在高频时表现为电感,最好使用胆电容或聚碳酸酝电容。 去耦电容值的选取并不严格,可按C=1/f 计算;即10MHz 取0.1uf,对微控 制器构成的系统,取0.1~0.01uf 之间都可以。 从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大, 驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时 候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电 感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情 况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。 去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互 间的耦合干扰。 旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给 高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐 振频率一般是0.1u,0.01u 等,而去耦合电容一般比较大,是10u 或者更大,依 据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。 去耦和旁路都可以看作滤波。正如ppxp 所说,去耦电容相当于电池,避免 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P6 P17 P16 RESET P15 GND GND VCC 图3.3 程序下载线接口 第8 页共27 页 由于电流的突变而使电压下降,相当于滤纹波。具体容值可以根据电流的大 小、期望的纹波大小、作用时间的大小来计算。去耦电容一般都很大,对更高 频率的噪声,基本无效。旁路电容就是针对高频来的,也就是利用了电容的频 率阻抗特性。电容一般都可以看成一个RLC 串联模型。在某个频率,会发生谐 振,此时电容的阻抗就等于其ESR。如果看电容的频率阻抗曲线图,就会发现 一般都是一个V 形的曲线。具体曲线与电容的介质有关,所以选择旁路电容还 要考虑电容的介质,一个比较保险的方法就是多并几个电容。去耦电容在集成 电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面 旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的 分布电感的典型值是5μH。0.1μF 的去耦电容有5μH 的分布电感,它的并行共振 频率大约在7MHz 左右,也就是说,对于10MHz 以下的噪声有较好的去耦效 果,对40MHz 以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF 的电容,并行共振频率在 20MHz 以上,去除高频噪声的效果要好一些。每10 片左右集成电路要加一片充 放电电容,或1 个蓄能电容,可选10μF 左右。最好不用电解电容,电解电容是 两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或 聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz 取0.1μF, 100MHz 取0.01μF,电路图如图3.4 所示。 ⑸单片机与外界的接口 显示电路的段选使用P0 口,P0 口是属于TTL 电路,不能靠输出控制P0 口 的高低电平,需要上拉电阻才能实现。 由于单片机不能直接驱动4 个数码管的显示,需要数码管的驱动电路,驱动 电路采用NPN 型的三极管组成,即上拉电阻又有第二个作用,驱动晶体管,晶 体管又分为PNP 和NPN 管两种情况:对于NPN,毫无疑问NPN 管是高电平有 效的,因此上拉电阻的阻值用2K——20K 之间的,具体的大小还要看晶体管的 集电极接的是什么负载,对于数码管负载,由于发管电流很小,因此上拉电阻 的阻值可以用20k 的,但是对于管子的集电极为继电器负载时,由于集电极电 流大,因此上拉电阻的阻值最好不要大于4.7K,有时候甚至用2K 的。对于PNP 管,毫无疑问PNP 管是低电平有效的,因此上拉电阻的阻值用100K 以上的就行 了,且管子的基极必须串接一个1~10K 的电阻,阻值的大小要看管子集电极的 负载是什么,对于数码管负载,由于发光电流很小,因此基极串接的电阻的阻 值可以用20k 的,但是对于管子的集电极为继电器负载时,由于集电极电流 大,因此基极电阻的阻值最好不要大于4.7K。与外界的信号交换接口,电路图 如图3.5。 104 CK11 104 CK12 104 CK13 104 CK14 VCC 图3.4 去耦电容 第9 页共27 页 数码管的段选通过P00~P07 口来控制的。 数码管的位选通过P20~P23 口来控制的。 计算待测信号的频率通过计数器1 来完成的所有待测信号解答计数器的T1 口上,即P3.5。 ⑹单片机的选型: AT89SC52 和AT89SS52 最主要的区别在于下载电压,AT89SC52 单片机下载 电压时最小为12V,而AT89S52 仅在5V 电压下就可以下载程序了,而且AT89S52 支持ISP,即在线编程。为了使用方便,在本系统中我们使用AT89S52 单片机。 ①AT89S52 主要性能 与MCS-51 单片机产品兼容。 8K 字节在系统可编程Flash 存储器。 l 1000 次擦写周期。 全静态操作:0Hz~33Hz。 VCC 1 2 YK1 30pF CK1 30pF CK2 VCC P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P15 P16 P17 123456789 PK1 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P1.0/T2 1 P1.1/T2EX 2 P1.2/ECI 3 P1.3/CEX0 4 P1.4/CEX1 5 P1.5/CEX2 6 P1.6/CEX3 7 P1.7/CEX4 8 9 RST 10 P3.0/RxD 11 P3.1/TxD 12 P3.2/INT0 13 P3.3/INT1 14 P3.4/T0 15 P3.5/T1 16 P3.6/WR 17 P3.7/RD 18 XTAL2 19 XTAL1 20 VSS P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 P2.7/A15 28 29 PSEN 30 ALE/PROG 31 EA/VPP P0.7/AD7 32 P0.6/AD6 33 P0.5/AD5 34 P0.4/AD4 35 P0.3/AD3 36 P0.2/AD2 37 P0.1/AD1 38 P0.0/AD0 39 VCC 40 UK1 AT89S52 图3.5 单片机与外界接口 第10 页共27 页 三级加密程序存储器。 32 个可编程I/O 口线。 三个16 位定时器/计数器。 八个中断源。 全双工UART 串行通道。 低功耗空闲和掉电模式。 掉电后中断可唤醒。 看门狗定时器。 双数据指针。 掉电标识符。 ②功能特性描述: AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,具有8K 在系统可编 程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程,亦 适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash, 使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能: 8k 字节Flash,256 字节RAM, 32 位I/O 口 线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6 向量2 级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作,支持2 种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工 作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下, RAM 内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬 件复位为止R8 位微控制器8K 字节在系统可编程Flash P0 口:P0 口是一个8 位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口,每位能驱动8 个 TTL 逻辑电平。对P0 端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和 数据存储器时,P0 口也被作为低8 位地址/数据复用。在这种模式下,P0 具有内 部上拉电阻。在flash 编程时,P0 口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出 指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。 P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器 能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此 时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的 原因,将输出电流(IIL)。此外,P1.0 和P1.2 分别作定时器/计数器2 的外部计 数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2 的触发输入(P1.1/T2EX),具体如下表所 示。在flash 编程和校验时,P1 口接收低8 位地址字节。引脚号第二功能P1.0 T2 (定时器/计数器T2 的外部计数输入),时钟输出P1.1 T2EX(定时器/计数器 T2 的捕捉/ 重载触发信号和方向控制) P1.5 MOSI ( 在系统编程用) P1.6 MISO(在系统编程用)P1.7 SCK(在系统编程用) P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器 能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此 时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的 原因,将输出电流(IIL)。在访问外部程序存储器或用16 位地址读取外部数据 存储器(例如执行MOVX @DPTR)时,P2 口送出高八位地址。在这种应用 第11 页共27 页 中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8 位地址(如MOVX @RI)访问 外部数据存储器时,P2 口输出P2 锁存器的内容。在flash 编程和校验时,P2 口 也接收高8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p2 输出缓冲器能驱 动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可 以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原 因,将输出电流(IIL)。P3 口亦作为AT89S52 特殊功能(第二功能)使用,如 下表所示。在flash 编程和校验时,P3 口也接收一些控制信号。 引脚号第二功能P3.0 RXD(串行输入)P3.1 TXD(串行输出)P3.2 INT0(外 部中断0)P3.3 INT0(外部中断0)P3.4 T0(定时器0 外部输入)P3.5 T1(定时器1 外部输入)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器写选通)。 RST: 复位输入。晶振工作时,RST 脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复 位。看门狗计时完成后,RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器 AUXR(地址8EH)上的DISRTO 位可以使此功能无效。DISRTO 默认状态下,复 位高电平有效。ALE/PROG:地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储 器时,锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash 编程时,此引脚(PROG)也用作 编程输入脉冲。在一般情况下,ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可 用来作为外部定时器或时钟使用。然而,特别强调,在每次访问外部数据存储 器时,LE 脉冲将会跳过。如果需要,通过将地址为8EH的SFR 的第0 位置“1”, ALE 操作将无效。这一位置“1”,ALE 仅在执行MOVX 或MOVC 指令时有 效。否则,ALE 将被微弱拉高。这个ALE 使能标志位(地址为8EH 的SFR 的 第0 位)的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选 通信号(PSEN)是外部程序存储器选通信号。当AT89S52 从外部程序存储器执 行外部代码时,PSEN 在每个机器周期被激活两次,而在访问外部数据存储器 时,PSEN 将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到FFFFH 的外部程序存储器读取指令,EA 必须接GND。为了执行内部 程序指令,EA 应该接VCC。在flash 编程期间,EA 也接收12 伏VPP 电压。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相 放大器的输出端。 ③特殊功能寄存器 特殊功能寄存器(SFR)的地址空间映象如表1 所示。 并不是所有的地址都被定义了。片上没有定义的地址是不能用的。读这些 地址,一般将 得到一个随机数据;写入的数据将会无效。用户不应该给这些未定义的地 址写入数据“1”。由于这些寄存器在将来可能被赋予新的功能,复位后,这些位 都为“0”。 定时器2 寄存器:寄存器T2CON 和T2MOD 包含定时器2 的控制位和状态位 (如表2 和表3 所示),寄存器对RCAP2H 和RCAP2L 是定时器2 的捕捉/自动 重载寄存器。 中断寄存器:各中断允许位在IE 寄存器中,六个中断源的两个优先级也可在IE 中设置。 3.1.2 显示电路 LCD 与LED 的区别。 第12 页共27 页 LED 仅仅是由8 个led 灯组成的数码显示器件,电路简单,操作容易。 LCD 是有点阵组成的显示器件,该器件电路和软件复杂,但是交互性好。 该系统展示给用于的数据为频率值,用LED 数码管显示即可。 LED 数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码 管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);按能显示多少个“8”可分为1 位、2 位、4 位等等数码管;按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共 阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极 (COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM 接到+5V,当某一字段 发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平 时,相应字段就不亮。。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形 成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM 接到地线 GND 上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮。当某一 字段的阳极为低电平时,相应字段就不亮。 数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,从而显示 出我们要的数字,因此根据数码管的驱动方式的不同,可以分为静态式和动态 式两类。 ① 静态显示驱动 静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个 单片机的I/O 端口进行驱动,或者使用如BCD 码二-十进制译码器译码进行驱 动。静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O 端口多,如驱动 5 个数码管静态显示则需要5×8=40 根I/O 端口来驱动,要知道一个89S51 单片 机可用的I/O 端口才32 个呢:),实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动, 增加了硬件电路的复杂性。 ② 动态显示驱动 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态 驱动是将所有数码管的8 个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起,另外为 每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O 线控 制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是那 个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM 端电路的控制,所以我们 只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数 码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM 端,就使各个数码管轮 流受控显示,这就是动态驱动。在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为 1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数 码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显 示数据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量 的I/O 端口,而且功耗更低。由于我们使用的FPGA 芯片的型号为EPF10K10, 有足够的IO 口分别去控制数码管的段选。这里我们采用动态显示方式。 由于FPGA 的IO 口没有足够的驱动能力去驱动数码管,所以需要数码管的 驱动电路,该驱动电路我们选择由三极管组成的电路,该电路简单,软件容易 实现。其中一个数码管的驱动电路图如图3.6 所示。 数码管为共阴极,当CS1=1 时,即三极管Q9 被饱和导通,则数码管的公共 极被间接接地,数码管被选中,数据将在该管上显示,当CS=0 时,三极管Q9 被截至,则数码管的公共极被没有接地,即使CSA,CSB,CSC,CSD,CSE, 第13 页共27 页 CSF,CSG,CSDP 被送入数据也不会有显示。 CSA,CSB,CSC,CSD,CSE,CSF,CSG,CSDP 分别为数码管的位选, 哪一位为“1”,即相应的三极管饱和导通,则相应的数码管段被点亮。“0”为截 止。相应的数码管段灭,这样数码管就有数字显示出来。 我们在该系统使用了4 个数码管,使用动态显示,即通过片选,是每个数码 管都亮一段时间,不断循环扫描,由于人的眼睛有一段时间的视觉暂留,所以 给人的感觉是每个数码管同时亮的,这样4 个数码管就把4 位十进制数据就显示 出来了。 数码管驱动电路:由于单片机芯片没有足够的能力驱动4 个数码管,因此需 要增加数码管驱动电路。 驱动电路我们可以选择由三极管组成的电路,该电路简单,程序容易实现. 3.1.3 待测信号产生电路 可变基准发生器模块的功能为:主要用于仿真外界的周期性变化的信号,用 于电路的测试,对频率的精度没有要求,只要能产生周期性变化的信号即可。 该部分不为频率计的组成部分,再加上为了节省成本我们使用LM555 芯片 组建的多谐振振荡器电路电路如图3.7 所示,电容C,电阻RA 和RB 为外接元 件,其工作原理为接通电源后,5V 电源经RA 和RB 给电容C 充电,由于电容 上电压不能突变,电源刚接通时,555 内部比较器A1 输出高电平,A2 输出低电 平,即RD=1,SD=0,基于RS 触发器置“1”,输出端Q 为高电平,此时,Q=0,使 A 1 2 f 3 g 4 e5 d A 6 8 c 7 DP 9 b10 a DS1 Q1 NPN Q2 NPN Q3 NPN Q4 NPN Q5 NPN Q6 NPN Q7 NPN Q8 NPN Q9 NPN VCC VCC VCC VCC VCC VCC VCC VCC A B C C D D E EF F G G DP DP AB 100 R1 100 R2 100 R3 100 R4 100 R5 100 R6 100 R7 100 R8 100 R9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P1 CS1 CSA CSA CSB CSB CSC CSC CSD CSD CSE CSE CSF CSF CSG CSG CSDP CSDP 图3.6 显示电路 第14 页共27 页 内部放电管截止。 当电容两端电压Vc 上升到大于5V 的电压的三分之一时,RD=1,SD=1,基本 RS 触发器状态不变,即输出端Q 仍为高电平,当电容两端电压Vc 上升到略大 于2*5V/3 是,RN=0,SD=1,基本RS 触发器置0,输出端Q 为低电平,这时Q=1, 使内部放电管饱和导通。于是电容C 经RB 和内部的放电管放电,电容两端电压 按指数规律减小。当电容两端电压下降到略小于5V 电压的三分之一时,内部比 较器A1 输出高电平,A2 输出低电平,基本RS 触发器置1,输出高电平,这 时,Q=0,内部放电管截止,于是电容结束放电,如此循环不止,输出端就得 到了一系列矩形脉冲。如图3.8 所示。 电路参数的计算: 为了使Q 端输出频率可变,RB 用电位器来取代。 电容选择如果选择105的独石电容,即C=1uF= uF ,RA选1K的电10106 2 TRIG OUT 3 4 RST CVOL5T 6 THR 7 DISC 8 VCC GND1 U1 LM555CJ RA C VCC RB 5V VCC 图3.7 待测信号产生电路 图3.8 LM555 工作时电流变化 第15 页共27 页 阻,RB 选择5K的电位器,由公示f =1.443/RA+RBC计算可得:当RB=0 时,f=1.443KHz, 当RB=5K 时, f=240Hz, 由此可得, 该电路的输出频率范围为: 240~1443(Hz)。 元器件的简介 LM555/LM555C 系列是美国国家半导体公司的时基电路。我国和世界各大 集成电路生产商均有同类产品可供选用,是使用极为广泛的一种通用集成电 路。LM555/LM555C 系列功能强大、使用灵活、适用范围宽,可用来产生时间 延迟和多种脉冲信号,被广泛用于各种电子产品中。 555 时基电路有双极型和CMOS 型两种。LM555/LM555C 系列属于双极 型。优点是输出功率大,驱动电流达200mA。而另一种CMOS 型的优点是功 耗低、电源电压低、输入阻抗高,但输出功率要小得多,输出驱动电流只有几 毫安。 另外还有一种双时基电路LM556,14 脚封装,内部有两个相同的时基电路 单元。 特性简介: 直接替换SE555/NE555。 定时时间从微秒级到小时级。 可工作于无稳态和单稳态两种方式。 可调整占空比。 输出端可接收和提供200mA 电流。 输出电压与TTL 电平兼容。 温度稳定性好于0.005%/℃。 应用范围 精确定时。 脉冲发生 连续定时 频率变换 脉冲宽度调制 脉冲相位调制 电路特点: LM555 时基电路内部由分压器、比较器、触发器、输出管和放电管等组 成,是模拟电路和数字电路的混合体。其中6 脚为阀值端(TH),是上比较 器的输入。2 脚为触发端( TR ) , 是下比较器的输入。3 脚为输出端 (OUT),有0 和1 两种状态,它的状态由输入端所加的电平决定。7 脚为 放电端(DIS),是内部放电管的输出,它有悬空和接地两种状态,也是由输 入端的状态决定。4 脚为复位端(R),叫上低电平( 2/3VCC 是高电平 1, 1/3VCC 是高电平1,7V,由此可以看出 LM7805 将正常工作,输出电压为5V。电路如图3.10 所示。 元器件的选型与电路参数的计算: LM7805 芯片简介: 外形图及引脚排列H 7805 系列为3 端正稳压电路,TO-220 封装,能提供 多种固定的输出电压,应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散 热片时,输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路,但使用外接元件,可获得 不同的电压和电流。 主要特点: 1 IN 3 OUT 2 GND U1 LM7805 Q1 PNP Q2 PNP Q3 NPN R1 R2 R3 0.33uF C1 0.1uF C2 D1 D2 1N4007 D3 D4 0.1uF C4 10UF C5 1 2 5V 图3.10 第20 页共27 页 输出电流可达2A。 输出电压有:5V。 过热保护。 短路保护。 输出晶体管SOA 保护。 7805 的功能框图如图3.11: 注意: 输入电压,即为纹波电压中的低值点,都必须高于所需输出电压2V 以 上。 当稳压器远离电源滤波器时,要求用C1。 CO 可改善稳定性和瞬态响应。 该模块的不足和对进一步完善提出建议: 该模块的不足: 转换的效率低:线性稳压器的效率直接与其调整管所消耗的功率有 关。调整管的功耗等于电流×(输入电压-输出电压),由此可见,有些情况下调整 管会产生较大损耗。例如,负载为1A 时,将10V 的电压降至5V 输出,线性稳 压器的功耗为5W。效率将低于50%。该电路将会很耗电。 散热问题:由上可知线性稳压器的功耗将在高于总电路的50%,例如,我 们的电路功率为10W,那么线性稳压器的功率将会高于5W,这5W 的99%将通 过热量散失到外界,如果散热管理不适当将会使整个系统在高温下工作,影响 整个系统的性能之外,也严重的影响着整个系统的寿命。 提出建议: 线性稳压器的低效率迫使寻求新的改进方案,开关电源引起人们的关注。 根据开关电源的工作原理,在不同负载和电压下,一个设计良好的开关电源的 效率可达90%甚至更高。这相比线性稳压器,效率提高了40%。通过直观的比 较,开关电源降压的优势便体现出来了,其他开关电源的拓扑结构同样具有相 近或是更高的效率。开关电源设计不仅仅具有高效率这一主要优势,由于功耗 的降低还带来许多直接的好处。例如,与低效率的竞争产品相比,开关电源的 散热片面积大大减小。降低了对热管理的要求;而且更重要的是,由于器件不 会工作在低效的高温环境中,大大提高了器件的可靠性,进而延长工作寿命。 图3.11 第21 页共27 页 3.2 软件设计 3.2.1 编程语言的选择: 汇编和C 语言 汇编语言(Assembly Language)是面向机器的程序设计语言 在汇编语合中,用助记符(Memoni)代替操作码,用地址符号(Symbol)或标号 (Label)代替地址码。这样用符号代替机器语言的二进制码,就把机器语言变成 了汇编语言。于是汇编语言亦称为符号语言。 使用汇编语言编写的程序,机器不能直接识别,要由一种程序将汇编语言 翻译成机器语言,这种起翻译作用的程序叫汇编程序,汇编程序是系统软件中 语言处理系统软件。汇编程序把汇编语言翻译成机器语言的过程称为汇编。 汇编语言比机器语言易于读写、易于调试和修改,同时也具有机器语言执 行速度快,占内存空间少等优点,但在编写复杂程序时具有明显的局限性,汇 编语言依赖于具体的机型,不能通用,也不能在不同机型之间移植。 C 语言发展如此迅速, 而且成为最受欢迎的语言之一, 主要因为它具有强大 的功能。许多著名的系统软件, 如DBASE Ⅲ PLUS、DBASE Ⅳ 都是由C 语 言编写的。用C 语言加上一些汇编语言子程序, 就更能显示C 语言的优势了, 象PC- DOS 、WORDSTAR 等就是用这种方法编写的。归纳起来C 语言具有 下列特点: ①C 是中级语言 它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C 语言可 以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作, 而这三者是计算机最基本的工 作单元。 ② C 是结构式语言 结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化, 即程序的各个部分除了必 要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰, 便于使用、维 护以及调试。C 语言是以函数形式提供给用户的, 这些函数可方便的调用, 并具有多种循环、条件语句控制程序流向, 从而使程序完全结构化。 ③C 语言功能齐全 C 语言具有各种各样的数据类型, 并引入了指针概念, 可使程序效率更 高。另外C 语言也具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器。而且计算 功能、逻辑判断功能也比较强大, 可以实现决策目的。 ④C 语言适用范围大 C 语言比汇编更容易编写和移植,虽然该程序对时间要求比较严格但是如果 我们使用定时器的话对,这样就既可以解决用延时带来的不精确的问题,也提 高了编写程序的效率。 3.2.2 程序流程图: ⑴主程序 该计数器时通过计数或定时来完成计算待测信号的频率的,所以频率的计算 都是在中断里完成的。主函数的流程图如图3.12 为: 第22 页共27 页 检测一个信号首先在1 秒钟中内对待测频率计数,通过定时器0 来定时1 秒。 通过计数器1 对待测频率计数,通过这种方法检测出待测信号的频率,如果频率 小于2 的话,通过这种方法检测出来的频率精度会很低,所以如果频率低于2Hz, 用计数器1 来检测两个下降沿,在两个下降沿内,运行定时器0,通过这种方法 计算频率比较低的信号。 两种方案的选择由变量flag 控制,对一个未知频率信号,我们先假设该频率 高于2Hz,当用第一种方法检测出来的值小于2Hz,我通过对变量的控制执行第 二种方案。 定时器/计数器0 和定时器/计数器1 的主要作用: 首先当待测信号送入到频率计时,频率计将该信号作为频率大于2Hz 出来, 定时器/计数器0 设为定时模式,定时器/计数器1 设为计数模式。定时器0 的作 用为定时1 秒,在这一秒里,计数器1 对待测信号计数。由此可以测出待测的频 图3.12 主程序流程图 第23 页共27 页 率值,当检测到的频率值小于2Hz 时,频率计自动转换到对低频信号处理模式, 定时器1 的作用将变为自动检测待测频率的下降沿,定时器0 的作用是在相邻的 两个下降沿里计时。由此可以测出频率小于2 的信号。 定时器0 的程序流程图如图3.13。计数器1 的程序流程图如图3.14 所示。 如图3.13 定时器0 中断流程序 图3.14 定时器1 中断流程图 Y N 第24 页共27 页 打开Keil C,单击“工程”菜单中的“目标Target1 属性”,跳出一个设置“目标 Target1 属性”的对话框。打开“输入”页,在产生执行文件的框里,把“E 生成HEX 文件”前的钩打上,重新编译,即工程所在的文件夹里会产生一个HEX 格式的文 件。 用keil C 即可产生的HEX 的二进制文件,既可以在PROTES 中仿真使用, 也可以下载到单片机中运行。 3.3 电路板的制作 3.3.1 元器件的封装 在设计装配方式之前,要求将系统的电路基本定型,同时还要根据整机的 体积以及机壳的尺寸来安排元器件在印刷电路板上的装配方式。 具体做这一步工作时,可以先确定好印刷电路板的尺寸,然后将元器件配 齐,根据元器件种类和体积以及技术要求将其布局在印刷电路板上的适当位 置。可以先从体积较大的器件开始,如电源变压器、磁棒、全桥、集成电路、 三极管、二极管、电容器、电阻器、各种开关、接插件、电感线圈等。待体积 较大的元器件布局好之后,小型及微型的电子元器件就可以根据间隙面积灵活 布配。二极管、电感器、阻容元件的装配方式一般有直立式、俯卧式和混合式 三种。 ①直立式。电阻、电容、二极管等都是竖直安装在印刷电路板上的。这种 方式的特点是:在一定的单位面积内可以容纳较多的电子元件,同时元件的排 列也比较紧凑。缺点是:元件的引线过长,所占高度大,且由于元件的体积尺 寸不一致,其高度不在一个平面上,欠美观,元器件引脚弯曲,且密度较大, 元器件之间容易引脚碰触,可靠性欠佳,且不太适合频率较高的电路采用。 ②俯卧式。二极管、电容、电阻等元件均是俯卧式安装在印刷电路板上 的。这样可以明显地降低元件的排列高度,可实现薄形化,同时元器件的引线 也最短,适合于较高工作频率的电路采用,也是目前采用得最广泛的一种安装 方式。 ③混合式。为了适应各种不同条件的要求或某些位置受面积所限,在一块 印刷电路板上,有的元器件采用直立式安装,也有的元器件则采用俯卧式安 装。这受到电路结构各式以及机壳内空间尺寸的制约,同时也与所用元器件本 身的尺寸和结构形式有关,可以灵活处理。 1、单片机: 单片机使用双列直插式DIP 封装,40 个引脚,每个引脚的距离为100mil。 封装模型如图3.18 所示: 图3.18 单片机PCB 模型 第25 页共27 页 2、数码管的封装: 数码管的封装采用LEDDIP-10,但是因为每个厂家生产出来的段选并不是都 是相同的,但是没必要重新设计数码管的封装,仅仅检查引脚分配即可,在本设 计使用的数码管引脚分配如图3.19 所示。 其他元器件封装: 电阻AXIAL 无极性电容RAD 电解电容RB 电位器VR 二极管DIODE 三极管、场效应管TO 电源稳压块78 系列TO-220 单排多针插座SIP 双列直插元件DIP 晶振XTAL1 3.5 软硬件结合测试 当给电板通电时,LM555 的3 号输出引脚的电压为2.5V 左右。说明输出脉 冲的占空比为50%。通过通过示波器查看波形,和理论的波形一致,通过调节 电位器可以改变输出波形的频率。 图3.19 元器件引脚映射 第26 页共27 页 数码管显示当调节电位器时,数码管的显示也是在理论范围只内的。 第27 页共27 页 致谢 在本论文结束之际,回想本科阶段的学习和生活,感慨甚多,毕业课题和 论文是在导师郑老师的指导下完成的,同时也要感谢自动化教研室的老师,感 谢他们的耐心指导。感谢所有帮助和支持过我的人。 郑老师对论文的进展付出了大量的汗水和心血,并给予了许多具体的实验 指导方案,在论文的最后成稿中提出了许多宝贵的意见,从而使论文的质量得 以提高,从郑老师身上,我学到的不仅是做学问、搞科研的态度、方法和毅 力,而且更多的是做人的准则。借此论文完成之际,向郑老师表示深深的谢 意! 最后,再一次向关心和帮助我的各位表示我衷心的感谢和深深的敬意!

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