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数字频率计概述
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#xff0c;方波信…本文主要说明基于51单片机的数字频率计设计完整资料见文末链接
数字频率计概述
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。
基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。
频率测量仪的设计思路与频率的计算
频率测量仪的设计思路主要是对信号分频测量一个或几个被测量信号周期中已知标准频率信号的周期个数进而测量出该信号频率的大小其原理如下图所示
若被测量信号的周期为分频数m1分频后信号的周期为T则Tm1Tx 。由图可知 TNTo 注To为标准信号的周期所以T为分频后信号的周期则可以算出被测量信号的频率f。
由于单片机系统的标准频率比较稳定而是系统标准信号频率的误差通常情况下很小而系统的量化误差小于1所以由式TNTo可知频率测量的误差主要取决于N值的大小N值越大误差越小测量的精度越高。
基本设计原理
基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。
系统硬件的构成
本频率计的数据采集系统主要元器件是单片机AT89C51由它完成对待测信号频率的计数和结果显示等功能外部还要有分频器、显示器等器件。可分为以下几个模块放大整形模块、秒脉冲产生模块、换档模拟转换模块、单片机系统、LCD显示模块。各模块关系图如下图所示 该系统工作的总原理图如下图所示
软件设计逻辑
单片机当C/T1时为计数方式多路开关与定时器的外部引脚连通外部计数脉冲由引脚输入。当外部信号由1至0跳变时计数器加1此时T0成为外部事件的计数器。由于确认一次由1至0的跳变要用24个振荡器周期所以计数器的计数频率为单片机内部计数器频率的1/24。
当CT0时为定时方式对单片机内部计数器进行m2分频后计数器的实际计数频率为单片机内部频率凡的1/m2 当GATE0时反相器输出为1或门输出为1打开与门使定时器的启动仅受TRO端信号电平的控制。
在此种情况下INT0引脚的电平变化对或门不起作用。TRO1时接通控制开关计数脉冲加到计数器上每来一个计数脉冲计数器加1只有当TRO0时控制开关断开计数器停止计数。
当GATA0时若TRO1或门、与门全部打开外部信号电平通过INTO引脚直接控制定时器的启动和关闭。输人高电平时允许计数否则停止计数。
根据定时器的结构原理若我们将GATE位、TR0均设为‘1’INT0端输人被测频率信号当被测信号的高电平到来时开始计数当被测信号的低电平到来时计数器停止计数此时TL0、TH0的数据就是相应的N值。
附完整代码及文档资料
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