用單片機實現(xiàn)頻率計的設(shè)計(參考版)
2024-12-09 21:01本頁面
【正文】 同時，也發(fā)現(xiàn)在單片機軟件學(xué)習(xí)和程序設(shè)計方面還很有待加強，需要進一步學(xué)習(xí)。還可以加上自動轉(zhuǎn)換量程等擴展功能。 這只是一個簡單的數(shù)字頻率計，頻率測量范圍有限，精度也有待考究，如要進一步完善，可以加上時基電路來產(chǎn)生需要固定的波形，考慮 555 產(chǎn)生時基方波。兩種方案從測頻范圍和測頻精度來講各有優(yōu)劣，但在 proteus 中仿真結(jié)果都很正確。在頻率測量部分程序中，一種方案是以 T1 為定時器定時 1S， T0 為計數(shù)器，計數(shù) 1S 內(nèi)輸入信號的脈沖，待測信號的頻率即計數(shù)值。本設(shè)計的硬件電路圖并不復(fù)雜，關(guān)鍵是程序代碼的編寫。之后通過在開發(fā)板上做實驗，對單片機語言，程序下載流程也有了 更清楚的認識。 雖然之前對單片機有一定的了解，但還沒真正深入系統(tǒng)地學(xué)習(xí) 過。 由此可見方法一較方法二有明顯的優(yōu)勢 。 方法二還可計多次正半周期取平均值，可大大提高精度，但這樣會提高實驗的最低量程 兩算法的對比 ： 方法一誤差均衡，切易于擴大量程，且可測量任意占空比的方波信號，但由于單片機的限制頻率越高誤差將表現(xiàn)更明顯。 爭對這兩種方法特提出幾點優(yōu)化和改進措施： 方法一可將計數(shù)器 0 更改為中斷擴展數(shù)據(jù)位數(shù)并延長定時時間，數(shù)據(jù)處理后和測量大于 65535Hz 的頻率，但由 T0 中斷不確定性，加大了測量范圍會加大測量誤差 方法二可將硬件待測信號取反接入剩余的外部中斷接口，用于測量待測信號的負半周期，將正半周期和負半周期數(shù)相加即為待測信號的周期。 .漏掉某些或某個芯片引腳，虛焊、相鄰芯片引腳短路，導(dǎo)線短路 時， LCD 不亮，用萬用表依次檢查數(shù)碼管的位選和段選引腳，確定短路的位置。 圖 15 頻率計 PCB 設(shè)計圖 19 4 焊接及 系統(tǒng)的測試 依照原理圖焊接電路 頻率計系統(tǒng)電路 ， 串口下載電路如圖 16，圖 17 所示。選擇圖紙的規(guī)格，然后單擊 OK；然后就可以按照原理圖繪制了。 雙擊原理圖子文檔，啟動原理圖編輯器。 PCB 設(shè)計 打開 Protel 軟件， 在 FileNew 中新建一個名為數(shù)據(jù)庫文件，并將其設(shè)置合適的保存位置；雙擊 Documents 文件夾，再次選擇 FileNew 菜單，打開 New Document 對話框。 對于 方法 二 ： C．在頻率 810000Hz 時測得的值相當精確，頻率為奇數(shù)時有 12 的誤差。} 16 圖 13 頻率測量部分設(shè)計流程圖 頻率計仿真結(jié)果 通過程序調(diào)試，用 Protues 兩種方法均可測得小于 6Mhz 的頻率，以下是用方法一測量 1000Hz 頻率的仿真圖： 產(chǎn)生 50ms 中，進入中斷服務(wù)程序斷服務(wù)程序 計滿 20 次即產(chǎn)生完 1s？ Y N 關(guān)閉 T0， T1 保護數(shù)據(jù) 從置中斷次數(shù) 結(jié)束 取計數(shù)器計數(shù)值，將其轉(zhuǎn)換為int 型 清計數(shù)器值 調(diào)用函數(shù)，將數(shù)據(jù)裝換有效字符串，并將其顯示出來在屏幕上顯示出來 開 T0,T1 進入下一輪測量 方法一流程圖 開始 等待一個負半周期直到遇到高電平，以便于精確測量 等待到遇到低 電平 開啟 TR0 等待到遇到高電平 等待到遇到低電平 關(guān)閉 TR0 取計數(shù)器計數(shù)值，將其運算轉(zhuǎn)行為信號頻率的 int 類型 清計數(shù)器值 調(diào)用函數(shù)，將數(shù)據(jù)裝換有效字符串，并將其顯示出來在屏幕上顯示出來 結(jié)束 方法二流程圖 17 圖 14 頻率計仿真圖 表 2 方法一頻率測量對比表 表 3 方法二頻率測量對比表 18 由對比結(jié)果可以看出， 對于 方法 一 ： A．待測信號的頻率小于 65535Hz。 tmp=(int)ttime。 ttime=500000/(TH0*256+TL0)。 while(FreqIN==1)。 TR0=1。 以下是程序的核心部分 ， 原理框圖如 圖 13 所示： void chkfreq() // { while(FreqIN==0)。單片機初始化完畢后程序等待半個正半周期（以便準確打開 TRx）打開 TRx，這時只要INTx（外部中斷引腳）為高電平計數(shù)器即不斷計數(shù)，低電平則不計數(shù)，待信號從高電平后計數(shù)器終止計數(shù)，關(guān)閉 TRx 保護計數(shù)器寄存器的值，該值即為待測信號一個正半周期的單片機機器周期數(shù)，即可求出待測信號的周期：待測信號周期 T=2*t/(12/fsoc)， t 為測得待測信號的一個正半周期機器周期數(shù)； fsoc 為單片機的晶振。 TR1=1。 Dynamic_LCD_Print()。 tmp=TH0*256+TL0。 TR1=0。 TL1=TLCLK。 以下是程序的核心部分：（定時 1s，取計數(shù)數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換顯示出來）原理框圖如 圖 13 所示。 str++。\039。 14 if(y==1) LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x0x40))。 //AC 遞增 , 畫面不動 } 圖 11 1602初始化流程 寫 DDRAM 地址，寫字符串 原理框圖如 圖 12 所示。 //開啟顯示 , 無光標 LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN)。 //8位數(shù)據(jù)端口 ,2行顯示 ,5*7點陣 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38)。 //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3= //向 LCD寫入命令或數(shù)據(jù) ************************************************************ define LCD_COMMAND 0 // Command define LCD_DATA 1 // Data define LCD_CLEAR_SCREEN 0x01 // 清屏 define LCD_HOMING 0x02 // 光標返回原點 //設(shè)置顯示模式 ************************************************************ define LCD_SHOW 0x0
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