高精度单片机频率计的设计
1 / 1 《综合课程设计》
一．数字频率计的设计
姓名：万咬春 学号2005142135
一、课程设计的目的
通过本课程设计使学生进一步巩固光纤通信、单片机原理与技术的基本概念、基本理论、分析问题的基本方法；增强学生的软件编程实现能力和解决实际问题的能力，使学生能有效地将理论和实际紧密结合，拓展学生在工程实践方面的专业知识和相关技能。
二、课程设计的内容和要求
1．课程设计内容
（硬件类）频率测量仪的设计
2．课程设计要求
频率测量仪的设计
要求学生能够熟练地用单片机中定时/计数、中断等技术，针对周期性信号的特点，采用不同的算法，编程实现对信号频率的测量，将测量的结果显示在LCD 1602上，并运用Proteus软件绘制电路原理图，进行仿真验证。
三．实验原理
可用两种方法测待测信号的频率
方法一：（定时1s测信号脉冲次数）
用一个定时计数器做定时中断，定时1s，另一定时计数器仅做计数器使用，初始化完毕后同时开启两个定时计数器，直到产生1s中断，产生1s中断后立即关闭T0和T1（起保护程序和数据的作用）取出计数器寄存器内的值就是1s内待测信号的下跳沿次数即待测信号的频率。用相关函数显示完毕后再开启T0和T1这样即可进入下一轮测量。
原理示意图如下：
1 / 1 实验原理分析：
1． 根据该实验原理待测信号的频率不应该大于计数器的最大值65535，也就是说待测信号应小于65535Hz。
2． 实验的误差应当是均与的与待测信号的频率无关。
方法二（测信号正半周期）
对于1：1占空比的方波，仅用一个定时计数器做计数器，外部中断引脚作待测信号输入口，置计数器为外部中断引脚控制（外部中断引脚为“1”切TRx=1计数器开始计数）。单片机初始化完毕后程序等待半个正半周期（以便准确打开TRx）打开TRx，这时只要INTx（外部中断引脚）为高电平计数器即不断计数，低电平则不计数，待信号从高电平后计数器终止计数，关闭TRx保护计数器寄存器的值，该值即为待测信号一个正半周期的单片机机器周期数，即可求出待测信号的周期：待测信号周期T=2*cnt/(12/fsoc) cnt为测得待测信号的一个正半周期机器周期数；fsoc为单片机的晶振。所以待测信号的频率f=1/T。
原理示意图如下：
实验原理分析：
1． 根据该实验原理该方法只适用于1：1占空比的方波信号，要测非1：1占空比的方波信号
2． 由于有执行f=1/（2*cnt/(12/fsoc)）的浮点运算，而数据类型转换时未用LCD浮点显示，故测得的频率将会被取整，如1234.893Hz理论显示为1234Hz，测得结果会有一定程度的偏小。也就是说测量结果与信号频率的奇偶有一定关系。
3． 由于计数器的寄存器取值在1~65535之间，用该原理时，待测信号的频率小于单片机周期的1/12时，单片机方可较标准的测得待测信号的正半周期。故用该原理测得信号的最高频率理论应为fsoc/12 如12MHZ的单片机为1MHz。而最小频率为f=1/（2*65535/(12/fsoc)） 如12MHZ的单片机为8Hz。
四．实验内容及步骤
1. 仿真模型的构建
数字方波频率计的设计总体可分为两个模块。一是信号频率测量，二是将测得的频率数据显示在1602液晶显示模块上。因此可搭建单片机最小系统构建构建频率计的仿真模型。原理图，仿真模型的总原理图如下：
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2. 液晶显示部分功能与原理分析
由于此部分并非课程的主要部分，故仅作简要原理分析
A．1602硬件接口及功能接口
//硬件接口部分**********************************************************
sbit LcdRs = P2^0;
sbit LcdRw = P2^1;
sbit LcdEn = P2^2;
sfr DBPort = 0x80; //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口
//向LCD写入命令或数据
************************************************************
#define LCD_COMMAND 0 // Command
#define LCD_DATA 1 // Data
#define LCD_CLEAR_SCREEN 0x01 // 清屏
#define LCD_HOMING 0x02 // 光标返回原点
//设置显示模式************************************************************
#define LCD_SHOW 0x04 //显示开
#define LCD_HIDE 0x00 //显示关
#define LCD_CURSOR 0x02 //显示光标
#define LCD_NO_CURSOR 0x00 //无光标
#define LCD_FLASH 0x01 //光标闪动
#define LCD_NO_FLASH 0x00 //光标不闪动
//设置输入模式************************************************************
#define LCD_AC_UP 0x02 //将光标返回0x00
#define LCD_AC_DOWN 0x00 // default
#define LCD_MOVE 0x01 // 画面可平移
#define LCD_NO_MOVE 0x00 //default
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B．1602初始化流程和原理框图
void LCD_Initial()
{
LcdEn=0;
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38); //8位数据端口,2行显示,5*7点阵
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);
LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); //开启显示, 无光标
LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); //清屏
LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); //AC递增, 画面不动
}
C． 写DDRAM地址（原理框图如上）
void GotoXY(unsigned char x, bit y)
{ if(y==0)
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);
if(y==1)
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x40));
}
D．写字符串（原理框图如上）
void Print(unsigned char *str)
{ while(*str!='\0')
{ LCD_Write(LCD_DATA,*str);
str++;
} 开始
清使能端写命令：8位数据端口,2行显示,5*7点阵
重写控制命令
写命令：开启显示, 无光标
写命令：清屏
写命令：AC递增, 画面不动 结束
初始化流程 开始
y=0? x，y
Y N
写命令（80H+x）
写命令（80H+40H+x）
初始化结束
写DDRAM地址，DDRAM地址与屏幕相对应 开始
*str=0字符串首地址str
Y N
写写数据*str
str地址加1
结束
写字符串
1 / 1 }
3.程序机原理框图（关于显示函数部分不列出，只分析算法函数）
方法一：
用定时计数器T0做脉冲计数器（下跳沿有效），开始与暂停由T1控制定时计数器T1做定时中断，定时1s，定时开启置T0开始计数，定时完毕，置T0为暂停，关闭T1，读取计数数据并清空计数器，将计数数据装换为有效规范的字符串显示后再开启T0和T1，进入下一轮测量。
以下是程序的核心部分：（定时1s，取计数数，并将其转换显示出来）原理框图如下
void timer1() interrupt 3 //定时50ms
{ TH1=THCLK;
TL1=TLCLK;
if(--Cnt==0) //Cnt初值为20
{
TR0=0; TR1=0;
Cnt=CntNum;
tmp=TH0*256+TL0;
TH0=TL0=0;
Dynamic_LCD_Print();
TR0=1;
TR1=1;
}
}
方法二：
用一个定时计数器做计数器，外部中断引脚作待测信号输入口，置计数器为外部中断引脚控制（外部中断引脚为“1”切TRx=1计数器开始计数）。单片机初始化完毕后程序等待半个正半周期（以便准确打开TRx）打开TRx，这时只要INTx（外部中断引脚）为高电平计数器即不断计数，低电平则不计数，待信号从高电平后计数器终止计数，关闭TRx保护计数器寄存器的值，该值即为待测信号一个正半周期的单片机机器周期数，即可求出待测信号的周期：待测信号周期T=2*cnt/(12/fsoc) cnt为测得待测信号的一个正半周期机器周期数；fsoc为单片机的晶振。所以待测信号的频率f=1/T。
以下是程序的核心部分：（原理框图如下）
void chkfreq() //
{ while(FreqIN==0);
while(FreqIN==1);
TR0=1;
while(FreqIN==0);
while(FreqIN==1);
TR0=0;
cnttime=500000/(TH0*256+TL0);
TH0=TL0=0;
tmp=(int)cnttime;
Dynamic_LCD_Print();
}
4.原理框图如下
基于AT89C51的频率计设计
基于AT89C51的频率计设计
第一章绪论；随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片；采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量；通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪；1.1频率计的概述；数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产；本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用；1.2频率计的主要性能；1.2.1.测试功能；它表明数字频率计所具备的全部测试
第一章 绪 论
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测量仪器。频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。对石英晶体振荡器，各种信号发生器，各种倍频和分频电路输出信号的频率需要测量；广播，电视，电讯，微电子技术等现代化的科学领域，更需要进行频率测量。 采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量仪器，所以按测量原理来分，数字频率计可分为谐振式，比较式和计数式三类；按选用电路形式来分，它又可以分为模拟式和数字式两类。
通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪器，称为数字频率计，有时也称为通用计数器或电子计数器。当前较多采用的是数字频率计。计数式频率计是基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字计数技术发展起来的一类新型数字仪器。与其他电子仪器一样，数字频率计也经历了电子管，晶体管和集成电路等几个阶段，其性能日臻完善，功能不断扩大，若配以适当的插件或传感器，还可以对多种电量和非电量进行测量。
1.1 频率计的概述
数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它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，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。 本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602A LCD显示器动态显示6位数。测量范围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1us,10us,100us,1ms。用单片机实现自动测量功能。
基于单片机的数字频率计设计
基于单片机的数字频率计设计 西南科技大学高等教育自学考试毕业论文
2 摘要
本方案主要以单片机为核心，主要分为时基电路，逻辑控制电路，放大整形电路，闸门电路，计数电路，锁存电路，译码显示电路七大部分，设计以单片机为核心，被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被送到波形整形电路整形，把被测的正弦波或者三角波整形为方波。利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。
本设计以89C51单片机为核心，应用单片机的算术运算和控制功能并采用LED数码显示管将所测频率显示出来。系统简单可靠、操作简易，能基本满足一般情况下的需要。既保证了系统的测频精度，又使系统具有较好的实时性。本频率计设计简洁，便于携带，扩展能力强，适用范围广。
[关键词]单片机：运算；频率计；LED数码管 西南科技大学高等教育自学考试毕业论文
3 Abstract
The program mainly microcontroller as the core, are divided into time-base
circuit, the logic control circuit, amplifier shaping circuit, the gate circuit, the
counting circuit, latch circuit, decoding circuit most of the seven shows, design a
microcontroller as the core, the measured signal the first amplifier to amplify the
incoming signal, and then was sent to the waveform shaping circuit surgery, the
基于单片机简易频率计设计
基于单片机简易频率计设计
一、前言
频率计是一种测量电信号频率的仪器，其应用广泛。本文将介绍如何基于单片机设计一个简易的频率计。
二、设计思路
本次设计采用单片机作为核心控制芯片，通过捕获输入信号的上升沿和下降沿来计算出信号的周期，从而得到信号的频率。具体实现过程如下：
1. 选择合适的单片机
选择一款适合本次设计要求的单片机，需要考虑其性能、价格、易用性等因素。常见的单片机有STC89C52、AT89C51等。
2. 硬件电路设计
硬件电路主要包括输入端口、捕获定时器模块、显示模块等。其中输入端口需要接收待测信号，捕获定时器模块用于捕获信号上升沿和下降沿的时间，显示模块则用于显示测得的频率值。
3. 软件程序设计
软件程序主要包括初始化程序、捕获中断服务函数和主函数等。其中初始化程序用于设置捕获定时器模块和显示模块参数，捕获中断服务函数则是实现对输入信号上升沿和下降沿时间的捕获与计算，主函数则用于控制程序流程和显示结果。
三、硬件设计
1. 输入端口设计
输入端口需要接收待测信号，一般采用BNC接头。由于输入信号可能存在较高的电压和噪声，因此需要加入滤波电路以保证输入信号的稳定性。
2. 捕获定时器模块设计
捕获定时器模块是本次设计的核心部分，其主要功能是捕获输入信号的上升沿和下降沿时间，并通过计算得到信号周期和频率值。常见的捕获定时器模块有16位定时器/计数器、32位定时器/计数器等。在本次设计中，我们选择了16位定时器/计数器。
3. 显示模块设计
显示模块主要用于显示测得的频率值。常见的显示模块有LED数码管、LCD液晶屏等。在本次设计中，我们选择了LCD液晶屏。
四、软件程序设计
1. 初始化程序
初始化程序主要包括设置捕获定时器模块参数、设置LCD液晶屏参数等。
2. 捕获中断服务函数
捕获中断服务函数是实现对输入信号上升沿和下降沿时间的捕获与计算，其具体实现过程如下：
（1）当捕获定时器模块捕获到输入信号上升沿时，记录当前时间值。
毕业设计129基于51单片机频率计的设计
摘 要
数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。传统的数字频率计一般是由分离元件搭接而成，随着单片机的大规模的应用，单片机在频率测量方面也越来越多的被使用。在本课题中使用的AT89S51 这种低功耗,高性能CMOS 8位单片机系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。而本次设计就是要通过以AT89S51单片机为控制核心，实现对信号频率进行准确计数的设计。
单片机是将微型计算机的基本功能部件全部集成在一块半导体电路芯片上，具有功能强、体积小、价格低、稳定可靠、研制周期短等优点，具有广阔的应用前景。本次毕业设计以ATMEL公司的AT89S51单片机为核心，实现频率计数功能。频率计装置由单片机系统模块，LED显示模块、MAX232串口通信模块组成，实现对频率进行测试并在LED显示出来。
本次毕业设计基于AT89S51单片机的频率计装置，设计sch电路原理图，并根据原理图完成硬件部分的制作，采用KEIL-51单片机应用系统编制C语言系统程序，最后通过综合调试，能实现所有要求的功能，完全满足本次毕业设计的要求。
关键词：频率计；单片机；LED显示；MAX232；定时器/计数器
桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第2页 共4页
Abstract
The digital frequency meter is in a digital circuit model application, the actual hardware design uses
基于51单片机的数字频率计_毕业设计论文
基于51单片机的数字频率计
目 录
第1节 引言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.1 数字频率计概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2 频率测量仪的设计思路与频率的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.3 基本设计原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
第2节 数字频率计（低频）的硬件结构设计„„„„„„„„„„4
2.1系统硬件的构成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
2.2系统工作原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
2.3AT89C51单片机及其引脚说明 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2.4信号调理及放大整形模块„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
2.5时基信号产生电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
2.6显示模块„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
第3节 软件设计………………………………………………………12
3.1 定时计数 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
3.2 量程转换 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
3.3 BCD转换„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
3.4 LCD显示„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
第4节 结束语 ……………………………………………………… 13
参考文献 ………………………………………………………………14
附录 汇编源程序代码…………………………………………………15
基于51单片机的数字频率计
第1节 引言
本应用系统设计的目的是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识，以及查阅资料，培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。全能提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。
基于单片机控制的数字频率计设计
第２０卷 Ｖｏ１．２Ｏ 第ｌ期 Ｎｏ．１ 电子设计工程 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１２年１月 Ｊａｎ．２０１２
基于单片机控制的数字频率计设计
肖春芳．韩绪鹏
（三峡电力职业学院电力工程系，湖北宜昌４４３０００）
摘要：提出一种基于单片机ＡＴ８９Ｓ５２控制的数字频率计的设计新方法。该方法将待测频率信号经过整形放大后输入
单片机，然后由单片机控制内部计数器分别对待测信号和标准信号同时计数．再经运算处理得到测量结果．可自动量
程转换，并由１６０２ＡＬＥＤ显示器实时显示。该设计与传统测频系统相比，具有体积小、成本低、低功耗、精度高等优点，
适用于各种测量电路 关键词：单片机ＡＴ８９Ｓ５２；数字频率计；１６０２ＡＬＥＤ显示器：汇编语言
中图分类号：ＴＮ７０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—６２３６（２０１２）Ｏ１—０１４０—０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍ ｔａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｅｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＣＵ
ＸＩＡＯ Ｃｈｕｎ－ｆａｎｇ，ＨＡＮ Ｘｕ—ｐｅｎｇ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｅｔｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＣＵ ＡＴ８９Ｓ５２．Ｂｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
ｓｉｇｎａｌ ｉｎｐｕｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ＭＣＵ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｕｎｔｅｒ ｂｙ ｔｈｅ ＭＣＵ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｉｇｎａｌｓ ｃｏｕｎｔ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ
基于51单片机的高频频率计的设计
ａ叶技２０１４年第２７卷第２期 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．／Ｆｅｂ．１５．２０１４ 基于５１单片机的高频频率计的设计 张粮雨 （成都理工大学信息科学与技术学院，四川成都６１００５９） 摘要基于５１单片机设计了一款测试范围在１ Ｈｚ～１０ ＭＨｚ的频率计。系统通过峰值有效电路和有效值电路将 正弦波、方波和三角波转化为直流信号送入单片机，通过编写相应的程序计算出其有效值和峰峰值的比，实现自动检 测的目的．并由显示电路显示测量结果。该系统电路简洁、软件编写简单、调试难度低。 关键词 高频；５１单片机；频率计 中图分类号ＴＮ９１４．４ 文献标识码Ａ 文章编号１００７—７８２０（２０１４）０２—０８２—０３ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｅｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ５１ Ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐ ＺＨＡＮＧ Ｌｉａｎｇｙｕ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｍｅｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ５ １ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ｗｉｔｈ ａ ｔｅｓｔ ｒａｎｇｅ ｂｅ— ｔｗｅｅｎ １ Ｈｚ ａｎｄ １０ Ｈｚ．Ｉｔ ｃｏｎｖｅｒｔｓ ｓｉｎｅ ｗａｖｅｓ，ｓｑｕａｒｅ ｗａｖｅｓ ａｎｄ ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ ｗａｖｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｖａｌｕｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｇｎａｌｓ ａｎｄ ｓｅｎｄｓ ｔｈｅｍ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ． Ｂｙ ｗｒｉｔｉｎｇ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ ｗｅ ｃａｎ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｒａｄｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｐｅａｋ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｅｓｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃｏｎｃｉｓｅ，ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗｒｉｔｉｎｇ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｉｓ ｅａｓｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；５ １ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｅｔｅｒ 目前在频率测量领域中，对于高频率信号高精度 测量大都使用ＡＲＭ、ＦＰＧＡ等高速处理器加专用计数 芯片来完成。但这种方法程序编写复杂，并且其处理 器外围电路复杂，这增加了其调试难度，降低了可操 作性。 文中设计的高频信号频率计，除数据处理和显示 交由单片机负责外，测频核心电路用经检测的模拟电 路完成，该高频频率计电路简洁，软件编写简单，降低 了调试难度的同时增强了其操作性。 １ 系统总体设计方案 系统以ＳＴＣ８０Ｃ５１为核心，设计了一款测试范围 在１ Ｈｚ～１０ ＭＨｚ的频率计。该系统主要设计思想是 通过峰值有效电路和有效值电路将正弦波、方波、三角 波转化为直流信号，送人单片机，通过编写相应的程序 计算出其有效值和峰峰值比，实现自动检测的目的，最 后通过显示电路显示测量结果。 系统分为：缓冲器、峰值检测电路、有效值检测电 路、分频电路、模式转换、最小系统和显示电路。总体 设计方案如图１所示。 收稿日期：２０１３－０８—１４ 作者简介：张粮雨（１９９２一），男，本科。研究方向：单片机 系统开发。Ｅ—ｍａｉｌ：１２１５３４４７３７＠ｑｑ．ｃｏｎ 图ｌ 系统总体设计方案 输入信号ｉ经过缓冲器处理分为３路输出，依次 作为峰值检测电路、有效值检测电路和分频器电路的 输入信号。经峰值检测电路和有效值电路处理后，输 出直流信号０ 、０ ，经分频器分频后输出方波信号０。。 Ｏ 和０：经过Ａ／Ｄ模数转换后输入单片机，在单片机 中进行处理比较峰值和有效值的关系从而达到自动确 定信号类型的功能。０ 经计数器输入单片机以计算 出信号频率。处理完成后通过显示模块ＬＣＤ１６０２显 示出信号的频率、峰峰值及波形。 １．１ 系统电路 １．１．１ 缓冲器 缓冲由４个电压跟随器构成，如图２所示。电压 跟随器如图３所示，它的作用是使输出电压与输入电 ８２——ＷＷＷ．ｄｉｎｎｚｉｋ叫ｉ
基于单片机多周期同步测量法的电子频率计设计
基于单片机多周期同步测量法的电子频率计设计
摘要 本文介绍了多周期同步测量法测量频率的基本原理,运用at89c51单片机作为系统的主控部件,实现对信号频率的测量和数据处理,在数码管上直观显示被测信号的频率。利用at89c51单片机内部的两个定时/计数器对信号的频率进行计数和闸门定时,各个频率段采用适合本频率段的频率测量方法。系统硬件电路结构简单,软件设计容易,提高了信号频率的测量精度。
关键词 单片机;电子频率计;多周期同步测量法
中图分类号tp368 文献标识码a 文章编号
1674-6708(2010)31-0250-02
1 数字频率计简介
频率计又称为频率计数器,是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。数字频率计具有测频速度快且测频精度高而被广泛使用于科教、军事、生产等各个领域。目前,数字频率计的种类以及功能在不断地完善,实际使用中出现了专用和通用的数字频率计,它们的基本功能是测量正弦信号、方波信号、三角波信号以及各种周期性变化的非电量。
2 多周期同步测量法简介
基于传统的测频原理如直接法和间接法,它们各有优势,直接法比较适合用于高频测量,间接法比较适合对低频测量,在实际的应用中有很大的局限性。多周期同步测量方法较传统式测量方法具有较高的测量精度,在真个测频区能保持恒定的测量精度,适合实际测量的需求。并用单片机作为控制中心来进行控制,比如使用mcs-51系列单片机作为控制中心。mcs-51系列单片机具有数据的存储运算处理功能以及多个大容量的程序存储器和多个多功能的i/o通信接口、中断单元和定时单元、a/d转换等完善的电路,其功能十分强大,可以将测量的结果用十进制数显示,使整个测量系统得到极大的优化,不但能使测量系统的响应速度变快,而且能满足实用的精度要求,方便测量,关键的一点是设计成本比较低。基于此种原因,本设计将采用多周期同步测量法,使用单片机作为控制中心设计数字频率计,利用单片机内部的计数与计时功能对完成信号的测量。
基于单片机的数字频率计设计 2
山西电子技术 ２０１２年第５期 应用实践
文章编号：１６７４－４５７８（２０１２）０５．００１４．０３
基于单片机的数字频率计设计
沈亚钧
（太原理工大学机械学院，山西太原０３００２４）
摘要：基于单片机的数字频率计的设计，目的是设计一款数字频率计，能够测量１ Ｈｚ一２０ ＭＨｚ的数字频率， 包括三角波、正弦波及方波的测量，支持０．５ Ｖ一２０ Ｖ电压。本频率计的特点是突破普通单片机频率计喜欢选用的
直接测量法，选择了高频用多周期同步法，低频用周期法来测量频率。这样可以使频率计达到更高的精度。而且本 频率计通过程序来控制分频芯片自动分频，无需测量者对信号进行预估计，超出测量范围会自动警报，更加人性化。 关键词：单片机；频率计；自动分频
中图分类号：Ｎ７４１ 文献标识码：Ａ
１ 总述
单片机频率计…不仅反应快、精度高，操作也非常人性
化，而且应用范围大、带宽大以及成本低廉、小巧方便。它可
以用来测量一定电压范围内正弦波、三角波及方波。本设计
是基于单片机为主控制电路，配合着一定的外围芯片及电路
而设计的一款处理数字信号的高频频率计，测量范围能达到
１ Ｈｚ～２０ ＭＨｚ，其新颖之处在于用运了两种测频方法，且采 用自动分频 的方式使基于单片机的频率计能够在低成本
的前提下完成较高精度的高频数字信号的频率测量。
２总体设计
本设计欲设计一款基于单片机的数字频率计 剖，其特
色是测量范围为１ Ｈｚ～２０ ＭＨｚ。对待低频和高频信号的测
量分别使用不同的测频方法去对待。具体总的思想是以单
片机为核心，被测信号先进入信号放大电路进行放大，再被 送到波形整形电路整形，把被测得正弦波或者三角波转化为
方波。利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进 行计数。编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量
程，并把测出的频率数据送到显示电路显示。该频率计系统
设计共包括五大模块：主芯片控制模块、分频选择模块、放大
基于单片机的频率计设计
ＣＨＮ０Ｌ００Ｙ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
基于单片机的频率计设计
岳亮 （重庆电子工程职业学院 重庆４０１ ３３１） 高新技术
摘要：本文设计了一种基于单片机的数字频率计。该数字频卒计利用单片机内部的定时寄存器，配合相应的前置信号处理电路．外围 接口电路以及相应的软件，曩４试周期信号频率，具有一定的参考意义。 关键词：单片机 数字 频率计
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｙｍｏｍｅｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
（Ｃｈｏｎｇ ｑｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒ０ｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，４０１３３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｙｍｏｍｅｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏ／１ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｕｓｉｎｇ ｔｉｍｅｒ ｒｅｇｉｓｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃＯｒｒｅｓｐ０ｎｄｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｙｍｏｍｅｔｅｒ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ｓｉｇｎａ１．ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉ Ｃｙｍｏｍｅｔｅｒ 中图分类号：ＴＰ３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－３７９１（２０１３）０５（ｃ）－０００８－０２‘
频率测量在电子领域是一个常见而重
要的手段。在传统的生产制造中，频率计被
广泛应用在于生产测试中“Ｉ。例如可以通过
使用频率计迅速发现有故障的晶振产品，