數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)論文-在線瀏覽
2025-08-10 23:39本頁(yè)面
【正文】 (22)脈沖數(shù)倍頻測(cè)頻法(AM法)：此法是為克服M法在低頻測(cè)量時(shí)精度不高的缺陷發(fā)展起來(lái)的。其待測(cè)頻率為：Fx=Mx/ATo (23)脈沖數(shù)分頻測(cè)頻法(AT法)：此法是為了提高T 法高頻測(cè)量時(shí)的精度形成的。若標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率為Fo，則待測(cè)信號(hào)頻率為：Fx=FoMx/Mo （25）多周期同步測(cè)頻法：是由閘門(mén)時(shí)間Tc 與同步門(mén)控時(shí)間Td 共同控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的一種測(cè)量方法，待測(cè)信號(hào)頻率與M/T 法相同。其特點(diǎn)在于：測(cè)量方法簡(jiǎn)單，測(cè)量精度與待測(cè)信號(hào)頻率和門(mén)控時(shí)間有關(guān)，當(dāng)待測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)，誤差較大。 脈沖數(shù)倍頻測(cè)頻法，其特點(diǎn)是待測(cè)信號(hào)脈沖間隔減小，間隔誤差降低；精度比M 法高A 倍，但控制電路較復(fù)雜。 脈沖平均周期測(cè)頻法，此法在測(cè)高頻時(shí)精度較高，但在測(cè)低頻信號(hào)時(shí)精度較低。1 個(gè)字誤差，測(cè)量精度大大提高，且測(cè)量精度與待測(cè)信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)，達(dá)到了在整個(gè)測(cè)量頻段等精度測(cè)量。但是本論文設(shè)計(jì)的是一個(gè)用單片機(jī)做為電路控制系統(tǒng)的數(shù)字式頻率計(jì)，采用脈沖定時(shí)測(cè)頻法，則在低頻率的測(cè)量時(shí)誤差會(huì)大一些。1 誤差，測(cè)量精度大大提高，且測(cè)量精度與待測(cè)信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)，達(dá)到了在整個(gè)測(cè)量頻段等精度測(cè)量。 設(shè)計(jì)思路頻率的測(cè)量實(shí)際上就是在1S時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值就是信號(hào)頻率。由于單片機(jī)自帶計(jì)數(shù)器輸入時(shí)鐘的頻率通常只能是系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的幾分之一甚至幾十分之一，因此采用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器直接測(cè)量信號(hào)頻率就受到了很大的限制。本實(shí)驗(yàn)電路采用方式1，相對(duì)而言，外部電路的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。TLX+1TLX = 0 ?1174。TLX圖23 工作模式2工作過(guò)程框圖C/T=1，計(jì)數(shù)方式采用外部引腳（，）的輸入脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖。GATE=0，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的運(yùn)行不受外部輸入引腳的控制。這種模式可以省去用戶(hù)軟件中重裝常數(shù)的程序，簡(jiǎn)化定時(shí)常數(shù)的計(jì)算方法（確定計(jì)數(shù)初值），可以相當(dāng)確定地定時(shí)時(shí)間[1]。即便是CPU暫不能響應(yīng)，中斷申請(qǐng)也不會(huì)消失。這樣不會(huì)丟失中斷，但輸入負(fù)脈沖的寬度至少保持12個(gè)時(shí)鐘周期（若晶振為6M，則為2微秒），才能被CPU采樣到。 3 元器件選型 驅(qū)動(dòng)裝置74LS245是我們常用的芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng)LED或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)?！ ‘?dāng)51單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過(guò)P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。 由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時(shí)74LS245的三態(tài)控制端1G和2G接地，P2口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。51單片機(jī)的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得RD且PSEN有效時(shí)，74LS245輸入（←D1），其它時(shí)間處于輸出（→D1）。共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式。比如：A2A1A0=110時(shí)，則Y6輸出端輸出低電平信號(hào)。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出管腳在同一個(gè)時(shí)間為0的情況，說(shuō)明該芯片已經(jīng)損壞［２］。它可以產(chǎn)生任意幅值和頻率的波形，包括正弦波、尖脈沖、三角波和矩形波，不僅可以鼠標(biāo)操作幅值頻率檔位旋鈕，還可以手動(dòng)鍵盤(pán)輸入精確值，完全方便我們進(jìn)行模擬仿真。但是其波形頻率的發(fā)生也有一定的局限性，比如說(shuō)頻率不是無(wú)限可調(diào)的，有一定的上限。在可以滿(mǎn)足基本要求的情況下，沒(méi)有必要在向更深處探究，退一步講超高頻范圍不在本文討論之列。74LS153 就是其中比較好用和常用的一種四選一電路元件。數(shù)據(jù)選擇器有多個(gè)輸入，一個(gè)輸出。在控制端的作用下可從多路并行數(shù)據(jù)中選擇一路送輸出端。一個(gè)輸出端1Y、2Y 和一個(gè)控制許可端S。當(dāng)控制許可端S=1 時(shí)，傳輸通道被封鎖,芯片被禁止，Y=0，輸入的數(shù)據(jù)不能傳送出去；當(dāng)控制許可端S=0 時(shí)，傳輸通道打開(kāi)，芯片被選中，處于工作狀態(tài)，輸入的數(shù)據(jù)被傳送出去AA0 是地址選擇端，兩路選擇器共用。74LS153 邏輯功能見(jiàn)表32。 4 硬件電路的設(shè)計(jì) 工作原理 系統(tǒng)板上硬件連線（1）把“單片機(jī)系統(tǒng)”－“動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ABCDEFGH端口用8芯排線連接。（3）把“單片機(jī)系統(tǒng)”（T0）端子用導(dǎo)線連接到“頻率產(chǎn)生器”區(qū)域中的WAVE端子上。其中片選是控制顯示什么數(shù)字的。 電路原理圖如圖42所示，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生周期性信號(hào)波（即待測(cè)信號(hào)）通過(guò)整形電路整形后，送入單片機(jī)選擇性判斷后，確定分頻次數(shù)，反過(guò)來(lái)送到數(shù)選器中選擇好分頻次數(shù)后，在進(jìn)行計(jì)數(shù)，最后通過(guò)譯碼顯示電路將所測(cè)頻率進(jìn)行顯示。圖 42 電路原理圖 整形電路單片機(jī)對(duì)方波等脈沖量頻率的測(cè)量是比較容易的，但是要對(duì)正弦波、三角波、尖脈沖等模擬量的測(cè)量就比較困難了。本次設(shè)計(jì)中，采用邏輯非門(mén)和RC電路相結(jié)合，組成了整形電路。圖 43 整形電路圖圖 44 整形波形圖如圖 43，通過(guò)R1對(duì)電容進(jìn)行充電，隨著時(shí)間的推移，電容右邊的電壓逐漸上升，直到和輸出點(diǎn)的電壓一致，均為高電平。 分頻電路 分頻電路介紹本次設(shè)計(jì)采用的是脈沖定時(shí)測(cè)頻法，由于考慮到單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器得計(jì)數(shù)能力有限，無(wú)法對(duì)過(guò)高頻進(jìn)行測(cè)量，所以我們對(duì)待測(cè)信號(hào)進(jìn)行了分頻，這樣能提高測(cè)量頻率的范圍，還能相應(yīng)的提高頻率測(cè)量的精度。圖 45 74LS90引腳圖在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)槲覀円M(jìn)行的是十分頻、一百分頻和一千分頻，所以我們選用74LS90 電路，經(jīng)過(guò)正確的連接后就可以進(jìn)行十分頻，進(jìn)行三次十分頻就可以得到分頻一千次的信號(hào)。表 41 74LS90功能表Reset Inputs復(fù)位輸入輸出R0(1)R0(2)R9(1)R9(2)
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1