基于单片机的数字频率计的设计和仿真

刘工在呢

摘要：本文以单片机为核心器件,实现了数字频率计的设
# }: F5 C; ]' j6 O0 v+ V. c计,并在Proteus软件仿真环境下搭建仿真电路,采用
% ?: e" @  z8 z* BKell软件进行软硬联调,成功地实现了数字频率计的仿真。
! ~1 \; T2 o7 l3 Y8 j5 A0 F关键词：数字频率计 单片机 Proteus仿真 Kel仿真
在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且
与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切
的关系,因此,频率的测量就显得更为重要。测量频
率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有使
/ P- `7 u1 D! V+ n: J$ A+ L用方便.测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等
优点,是频率测量的重要手段之一。电子计数测频有
两种方式,一是直接测频法,即在一定闸门时间内测
量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法,即周期测
频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量,间接
# n7 B8 h! t/ ?* k" y1 I/ c5 |测频法适用于低频信号的频率测量"%。本次设计的频
' _6 d; B' G; u( y' [7 V率测量系统以单片机 AT89C52为核心,采用汇编语
. e! s2 K( c/ W言和直接测量方法,成功地实现了宽领域,高精度的
* |) I2 x2 d' m1 ]数字频率计的设计和仿真。
# I1 X1 ]' }9 p; ?+ f设计思路
本文设计的是一种单片机控制的频率计数器。
该频率计首先以信号放大整形后的方波脉冲作为控
; j+ i* L& q. I; Q, Y; A1 F  [4 X制闸门信号，然后采用计数器和锁存器对不同频率
9 P5 W4 |$ D" F9 Q) F范围的信号直接进行计数来完成分频功能，分频后
5 b& X; A" b6 L的信号由接口电路送给单片机，由单片机的计数器
% u& ?' i. n: `6 r0 t对其进行计数,最后将计数结果通过运算转变为原信
7 D. w) Z# ^1 h号的频率数值,最后通过动态显示电路显示数值。由
* u8 i" {8 B0 A: G- D; b于单片机内部振荡频率很高，所以一个机器周期的
量化误差相当小，可以有效的提高低频信号的测量
准确性。本设计以单片机 AT89C52为核心,通过译
码、分频、计数等电路,以及软件程序的编写,实现脉
冲频率的显示。整体设计思路可用框图1表示。
5 X$ C. G7 b& _& _+ L  ]) h框图中，各部分的作用及所采用的器件说明如
下。
; Y! x: `7 E. f* Q9 s1.计数测量部分包括计数器电路和数据锁存器
电路
计数器电路采用了74LS590芯片完成计数功
能。对于频率较小的输人脉冲可以只让一个
0 S; A# [, p+ e6 Z: \! O; @0 B0 l74LS590芯片发挥作用，即计数的个数小于256时
3 U- m/ p0 s" }! D5 X则只有一个74LS590芯片进行计数，对于频率较大
: h. G" ^6 z# ]1 R的输人脉冲需要让两个74LS590芯片发挥作用,即
, ~" _2 O6 _* |6 X; M7 j6 k* C计数个数大于256小于65535时两个74LS590芯片
! d( s& @( [) v$ c分别进行高八位、低八位计数。数据锁存器电路由


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电子计数测频有两种方式,一是直接测频法,即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法,即周期测频法