基于单片机的数字频率计的设计和仿真

刘工在呢

' l- i) ]3 P3 S3 s* E& A, Y. K摘要：本文以单片机为核心器件,实现了数字频率计的设
计,并在Proteus软件仿真环境下搭建仿真电路,采用
Kell软件进行软硬联调,成功地实现了数字频率计的仿真。
关键词：数字频率计 单片机 Proteus仿真 Kel仿真
+ \1 J# H+ F. q1 d: D, S在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且
% S' I$ ]: q% l9 v与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切
" ?) g0 \/ ?$ N' Y) Z/ u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
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
* {. O7 C  G% i* w8 T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
- I2 _% z# q+ ]+ P9 m测频法适用于低频信号的频率测量"%。本次设计的频
率测量系统以单片机 AT89C52为核心,采用汇编语
6 k6 i* e; q) F言和直接测量方法,成功地实现了宽领域,高精度的
数字频率计的设计和仿真。
设计思路
* F* C" Z0 p0 {. h6 O8 y' t- s8 b5 s本文设计的是一种单片机控制的频率计数器。
( y: I2 v3 ?; U. p& |该频率计首先以信号放大整形后的方波脉冲作为控
制闸门信号，然后采用计数器和锁存器对不同频率
1 a6 i8 @! N% C* e. `; u! B4 j范围的信号直接进行计数来完成分频功能，分频后
2 G* m& K( x$ M# m  `- [& O8 G- _2 N的信号由接口电路送给单片机，由单片机的计数器
对其进行计数,最后将计数结果通过运算转变为原信
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
( @" t) ~+ ?, |- l) E' b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。
+ l0 ]  d3 }& G1 U+ |  C框图中，各部分的作用及所采用的器件说明如
下。
7 J, P- m7 @& ?: p: x$ L$ 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
5 G( W9 K8 p( C5 h% o' I. P; j9 B能。对于频率较小的输人脉冲可以只让一个
6 D( q1 u. X8 e6 A% I1 ^74LS590芯片发挥作用，即计数的个数小于256时
6 z3 S. k( u0 f" G7 d4 @8 r- Y则只有一个74LS590芯片进行计数，对于频率较大
的输人脉冲需要让两个74LS590芯片发挥作用,即
* f+ t& P& a4 i计数个数大于256小于65535时两个74LS590芯片
0 s3 Z; D1 \2 @! m7 x8 Y, H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