單片機(jī)頻率計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上數(shù)字頻率計學(xué)生：* 學(xué)號： 指導(dǎo)老師：張俊 1、 設(shè)計內(nèi)容的相關(guān)理論（1）數(shù)字頻率計是直接用十進(jìn)制數(shù)字來顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它不僅可以測量正弦波、方波、三角波、和尖脈沖信號的頻率，而且還可以測量它們的周期。數(shù)字頻率計在測量其他物理量如轉(zhuǎn)速、振動頻率等方面獲得廣泛應(yīng)用。（2）所謂“頻率”，就是周期性信號在單位時間（1s）內(nèi)變化的次數(shù)，若在一定時間間隔T內(nèi)測得這個周期性信號的重復(fù)變化次數(shù)N，則其頻率可表示為 f=N/T。（3）原理圖中的個元件介紹1）、7414TTL六反相施密特觸發(fā)器2）、LM318運算放大器3）AT89C51單片機(jī)4）、六位數(shù)碼管2、具體設(shè)計

2、2.1設(shè)計思路我們設(shè)計的數(shù)字頻率計要可以測三角波，正弦波，方波和尖脈沖信號，那我們就不能直接從單片機(jī)的I/O口輸入一個脈沖信號，因為從單片機(jī)輸入的是方波信號，那我們必須把除方波以外的其他波形轉(zhuǎn)化成方波的形式，然后從單片機(jī)的一個I/O口輸入，所以我在信號輸入單片機(jī)之前使用運算放大器將信號先放大以便單片機(jī)可以檢測到輸入的外部 信號，在經(jīng)過一個施密特觸發(fā)器將放大后的信號轉(zhuǎn)換成為方波信號，再輸入給單片機(jī)進(jìn)行脈沖計數(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后在數(shù)碼管上面顯示。2.2電路設(shè)計和分析過程下圖1是數(shù)字頻率計的原理圖分析：輸入的信號經(jīng)過第一個Lm318組成的交流反向比例運算放大器放大26倍之后再經(jīng)過第二個

3、LM318組成的交流反向比例運算放大器進(jìn)行二次放大10倍，放大后的信號在經(jīng)過7414TTL六反相施密特觸發(fā)器將輸入放大后的信號整形成為方波，經(jīng)過整形后的信號，伏值增大，頻率不變。此整形電路將輸入的正弦波、三角波和尖脈沖信號經(jīng)過放大整形成為方波。形成的方波通過AT89C51的P3.4T0口輸入計數(shù)，將記得的脈沖個數(shù)經(jīng)過處理用兩個三位數(shù)碼管顯示。圖2是在Protus上的仿真電路圖2.3、 程序流程圖開始設(shè)置定時器T1定時1S、計數(shù)器T0計數(shù)定時器清零關(guān)閉T0、T1將T0所計脈沖數(shù)進(jìn)行處理顯示T1定時到1S？等待T1定時結(jié)束2.4、 仿真結(jié)果分析輸入一個56HZ的正弦波是的仿真結(jié)果如下：分析：如果我

4、直接從單片機(jī)的T0口輸入頻率范圍為1Hz10KHz的方波信號，顯示的結(jié)果準(zhǔn)確而且穩(wěn)定，但是不能輸入其他的脈沖信號，否則將無法顯示；如果我將信號進(jìn)行處理之后再輸入到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，則輸入信號的頻率到達(dá)200HZ之后顯示電路開始閃爍。在仿真的過程當(dāng)中還出現(xiàn)一個問題就是從信號的輸入到輸出結(jié)果，輸入的頻率越大，計數(shù)器T0就在不斷的計數(shù)，顯示輸出結(jié)果等待的時間就越長。3、 設(shè)計小結(jié)在這次數(shù)字頻率計電路原理圖與程序的設(shè)計過程當(dāng)中，一開始出現(xiàn)了很多的問題，比如，一開始不知道從何入手，自己是用軟件實現(xiàn)還是用純電路實現(xiàn)，如果自己用純電路實現(xiàn)的話，有些知識不是很完善，所以最后還是選擇用單片機(jī)實現(xiàn)頻率的顯示。但

5、定好方案，在完成的過稱當(dāng)中，又出現(xiàn)了一些不同的問題，比如數(shù)據(jù)處理的時候該用何種方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，顯示的時候讓它怎樣在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)不閃爍等等。4、 程序代碼#include<reg51.h>/頭文件#include<intrins.h>/頭文件#define uchar unsigned char/宏定義#define uint unsigned int/宏定義sfr16 DPTR=0x82;/定義DPTRbit flag=1;/狀態(tài)標(biāo)志位uint aa, qian, bai,shi,ge,bb,wan,shiwan; /定義變量uchar cout;/計數(shù)unsi

6、gned long temp;/定義長整型變量/*數(shù)碼管顯示0-9*/uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/*延時子函數(shù)。延時1MS*/void delay(uint z)uint i,j;for(i=0;i<z;i+)for(j=0;j<110;j+);/*定時器，計數(shù)器初始化*/void chu()temp=0;/變量賦初值aa=0;cout=0;IE=0X8A;/開中斷，T0，T1中斷TMOD=0x15;/T0為定時器工

7、作于方式1，T1為計數(shù)器工作于方式1TH1=0x3c;/定時器賦高8初值 , 12M晶振TL1=0xb0;/定時器賦低8初值 , 12M晶振TR1=1;/開定時器1TH0=0;/計數(shù)器賦高8初值初值TL0=0;/計數(shù)器賦低8初值TR0=1;/開計數(shù)器0/*顯示子函數(shù)*/void display(uint shiwan,uint wan,uint qian,uint bai,uint shi,uint ge)P0=0xdf; /P0口是位選 1101 1111 改成 1111 1101 =0XDFP2=tableshiwan; /顯示shiwan位delay(5);P0=0xef; /P0口是位

8、選 1110 1111 改成 1111 1110 =0XFEP2=tablewan; /顯示wan位delay(3);P0=0xf7; /P0口是位選 1111 01111 改成 0111 1111=0X7F P2=tableqian; /顯示千位delay(3);P0=0xfb; /P0口是位選 1111 1011 改成 1011 1111=0XBFP2=tablebai; /顯示百位delay(3);P0=0xfd; /P0口是位選 1111 1101 改成 1101 1111 =0XDFP2=tableshi; /顯示十位delay(3);P0=0xfe; /P0口是位選 1111 11

9、10 改成 1110 1111 =0XEFP2=tablege; /顯示個位delay(3);/*定時中斷子函數(shù)*/void xtimer1() interrupt 3TH1=0x3c;/定時器賦高8初值TL1=0xb0;/定時器賦低8初值aa+;/*計數(shù)器中斷子函數(shù)*/void xtimer0() interrupt 1 cout+;/*主函數(shù)*/void main()P0=0XFF; /初始化P0口chu();/調(diào)用定時器，計數(shù)器初始化while(1)if(aa=19)/定時20*50MS=1Saa=0;/定時完成一次后清0flag=1;/完成計數(shù) TR1=0; /關(guān)閉T1定時器，定時1S完成delay(50); /延時較正誤差TR0=0;/關(guān)閉T0DPL=TL0; /計數(shù)量的低8位DPH=TH0;/計數(shù)量的高8位temp=DPTR+cout*65535; /計數(shù)值放入變量shiwan=temp%/;wan=te