单片机测量频率的设计与实现

BillScot2

[摘要]对于 周期波频率的测量方法很多，但大多是通过测量间接计算频率。介绍用目前应用比较广泛的MCS-51系列单片机对周期波频率进行测量，并通过
$ ?! K# [; z7 _0 P& J& S0 c8 F9 MLED以数字形式真观地示出频率，实现测最的智能化，省去间接对频率计算的麻烦与错误.对其测量原理、设计和实现做说明，介绍主要程序，并进行误差分析.
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[关键词]MCS-51单片机  矩形脉冲  频率测量  LED显示
# T  o* p  @; ~
& F2 w9 l( Z1 g, W$ O- U目前单片机广泛应用到国民经济建设和日常生活的许多领域，成为测
控技术现代化不可缺少的重要工具。而本文适应这一发展 趋势，把MCS-
9 Z* r" w, Y. ~( x4 F% Y51系列单片机应用于对周期波频率的测量，并通过LED显示器自动显示出
来,这对于频率的测量带来了极大的方便。
3 x7 _3 f; y- m8 d! k一.设计思想
2 P9 c% a! e# D( w利用施密特触发器将边缘缓慢变化的周期性信号如正弦波、三角波或
8 [' o# J7 [5 P8 W5 S任意形状的模拟信号变换成同频率的矩形脉冲。通过MCS-51系列单片机内
% O" ~' h, j; w. N. E; N. n部的两个十六位定时/计数器测量某段时间内的外加脉冲数，经过处理并通
过LED直接显示出所加信号的频率。单片机内部的T0用来定时，T1用来计数
(下降沿触发)。当来一个计数脉冲则计数-次。在T0开始定时的同时，
0 R* u9 c1 p* G3 C2 n) [% vT1开始计数: T0定时1s时间到时, T1停止计数。方框图如图(1)所示。二、硬件设计
" Z6 K$ d5 F- [: C$ ?测量频率的硬件电路主要由以下两大部分组成。
7 W+ ^  I# F* Y" E2 ~6 w(一)计数脉冲形成电路.
6 R2 m+ g: h# A% X用“555”定时器接成施密特触发器对外加的周期波进行变换，使之
输出为矩形脉冲。如图(2)所示
1 D2 I9 W' O1 }' u/ c7 }: N(二)计数显示电路
如图(3)所示，主要包括:
(1)由INTEL公 司生产、晶振频率为12MHZ的89S02单片机。通过软件
6 T% ]% F; X; O* H: A编程使它内部的定时器T0定时，T1对外部的所加脉冲计数。然后把测最结
果值通过P0口输出。89S02 自带8K闪存，至叮以90100个现场测量数据，供
3 W8 M) \9 B2 h+ _; m- W回放调检。
(2) 4位七段共阴极的LED显示器。
(3)由于采用的是4位共阴极的动态扫描方式显示，段代码由89S02的
  h( K) y9 ~9 Y% jPO口提供，位选线则由89S02P2日的P2.0P2. 3提供。由于89S02的输入/输出
* R; R% V: h  l3 C$ m' S6 o/ n口不能提供足够的灌电流，因此用G1G4提供给LE足够的 显示电流。
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