单片机测量频率的设计与实现

BillScot2

0 C& y0 \3 E2 s" A, D5 Q& F[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
$ W5 _' M( J2 l. p* y6 V0 oLED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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  ~& |) M+ D- v  v: n[关键词]MCS-51单片机  矩形脉冲  频率测量  LED显示
+ c4 G/ w; @/ s! V0 o+ F
  \5 ~( F3 v! ?5 m0 C( S/ o: m1 @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-
- N, h& |+ Y' ^. i" p' _. q) O51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
% H5 W& v+ u" m  @$ c来,这对于频率的测量带来了极大的方便。
8 L% o, x8 d1 H, e; y7 M; A一.设计思想
5 ^+ V8 k: M. H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
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
' r( a4 o5 |' v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
0 `; R% c4 L& Q0 D6 R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，
T1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
" N5 x; v( i# O8 v9 R# X" u8 X& C" _测量频率的硬件电路主要由以下两大部分组成。
(一)计数脉冲形成电路.
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
4 H! H, Z* q& U(二)计数显示电路
/ ]7 U" ]& f  ?& a: B3 v如图(3)所示，主要包括:
3 Q" W- Z) k7 k5 O) R(1)由INTEL公 司生产、晶振频率为12MHZ的89S02单片机。通过软件
0 M) G# u' J; @) G, c/ o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
8 u" e! o6 _! S, @/ N' c; }$ s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
7 E$ _! s, d/ @回放调检。
; l' H, x- F& ^5 H7 D; ?6 S(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
4 k0 @8 q) X3 i7 v9 dPO口提供，位选线则由89S02P2日的P2.0P2. 3提供。由于89S02的输入/输出
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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