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
, |, J2 ?$ F& g+ X- {5 E计,并在Proteus软件仿真环境下搭建仿真电路,采用
+ \) E& |. n4 E4 fKell软件进行软硬联调,成功地实现了数字频率计的仿真。
+ M, Y7 j& y0 H5 K5 y9 A% U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
* A( k$ H" H& e与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切
( W  L% D8 _4 s的关系,因此,频率的测量就显得更为重要。测量频
* Y0 S4 B$ }( G2 x) r% F* F( `率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有使
' x0 U( O: g( o! ^& N# u* K用方便.测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等
8 a5 N: Y9 [( E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
测频法适用于低频信号的频率测量"%。本次设计的频
$ G/ k5 }: _& y/ m率测量系统以单片机 AT89C52为核心,采用汇编语
$ }6 H& C( a, t0 v言和直接测量方法,成功地实现了宽领域,高精度的
; Z4 _6 \& W& {3 v7 x数字频率计的设计和仿真。
设计思路
本文设计的是一种单片机控制的频率计数器。
& k% d6 J* v, b$ D该频率计首先以信号放大整形后的方波脉冲作为控
6 q* ^+ J7 f8 H: a! [制闸门信号，然后采用计数器和锁存器对不同频率
3 A2 g' F  Y/ g范围的信号直接进行计数来完成分频功能，分频后
的信号由接口电路送给单片机，由单片机的计数器
3 K9 M7 X* `- e对其进行计数,最后将计数结果通过运算转变为原信
8 m3 Q5 f% ^/ Q; m号的频率数值,最后通过动态显示电路显示数值。由
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
+ }! c8 Q# D5 \5 T# |, l冲频率的显示。整体设计思路可用框图1表示。
框图中，各部分的作用及所采用的器件说明如
下。
1 @4 q) n9 t/ A$ v1.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
+ b2 b6 ]  z! a0 }5 M( x' q74LS590芯片发挥作用，即计数的个数小于256时
则只有一个74LS590芯片进行计数，对于频率较大
2 l, x5 i# ?. _: Z7 L/ T的输人脉冲需要让两个74LS590芯片发挥作用,即
8 @" x4 A5 Y+ j4 ^计数个数大于256小于65535时两个74LS590芯片
) H' y- }9 Y4 V' P* D6 x! B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