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1、用51单片机测量周期,频率的方法及实现-用51单片机测量周期,频率的方法及实现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。本文介绍了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LED以数字形式直观地示出频率，实现测量的智能化，省去间接对频率计算的麻烦与错误。文章对其测量原理，设计和实现作了说明，介绍了主要程序，并进行了误差分析。引言 目前单片机广泛应用到国民经济建设和日常生话的许多领域，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-51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
2、大的方便。设计思想 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一次。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。硬件设计 测量频率的硬件电路主要由计数脉冲形成电路和计数显示电路两大部分组成。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。电路如图2
3、所示，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。然后把测量结果值通过P0口输出。89S02自带8K闪存，可以有90100个现场测量数据，供回放调检。 (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P0口提供，位选线则由89S02P2口的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LED足够的显示电流。软件设计用MCS-51单片机测量频率的程序主要包括：初始化程序，
4、定时计数程序、LED显示程序。初始化程序略。定时计数主要程序：MOV R2,#14H ;定时20个0.05秒ANL TMOD,#0FH;设置T0定时T1计数ORL TMOD,#51HMOV TH0,#3AH;置定时器初值MOV TL0,#B1HMOV TH1,#00H;置计数器初值MOV TL1,#00HSETB TR0 ;启动定时SETB TR1 ;启动计数XX:JBC TF0,LOOP ;定时溢出则转移SJMP XX ;否则继续查询LOOP:MOV TH0,#3AH ;置定时初值MOV TL0,#B1HDJNZ R2,XX ;R2不等于0则转移CLR TR1 ;停止计数LED显示程序MOV
5、 A,0HMOV A,TL1 ;TL1值送累加器AMOV B,#100 ;处理计数结果DIV ABMOV R0,B ;余数放77H单元MOV 77H,R0MOV 7AH,A ;商放7AH单元MOV A,0HMOV A,77H ;77H送累加器AMOV B,#10 ;处理计数结果DIV ABMOV R0,B ;余数放78H单元MOV 78H,R0MOV 79H,A ;商放79H单元(测量数据存储程序略)DPLOP1: MOV A,78H ;取出时间的个位数送AMOVC A,A+DPTR ;查表MOV P0,A ;送P0口CLR P2.3 ;开个位显示ACALL D1MS ;延时0.1秒SETB
6、P2.3 ;关个位显示MOV A,79H ;取出时间的十位数送AMOVC A,A+DPTR ;查表MOV P0,A ;送P0口CLR P2.2 ;开十位显示ACALL D1MS ;延时0.1秒SETB P2.2 ;关十位显示MOV A,7AH ;取出时间的百位数送AMOVC A,A+DPTR ;查表MOV P0,A ;送P0口CLR P2.1 ;开百位显示ACALL D1MS ;延时0.1秒SETB P2.1 ;关百位显示D1MS:MOV R5,#60DJNZ R5,$LJMP DPLOP1RET;段数码管各划的数字排列表NUMTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H
7、,82H,0F8H,80H,90H;显示内容的对应代码0 1 2 3 4 5 6 7 8 9；显示内容测量范围 在上述程序下的最大测量频率为255Hz。适当调整程序后的最大测量频率可为89S02主频的1/12，但在保证测量精度的前提下最大测量频率宜安排在主频的1/100以下。误差分析 上述程序的最大测量频率为255Hz，由于单片机在响应中断的时候有26个机器周期，按最大误差计算，6-2=4个机器周期，在1 s钟中断响应一共发生20次，最不利的累计误差时间为420=80微秒，因此在此程序下的最大误差为80/1000000=0.08/1000，这样的精度完全能满足现场检测的需要。注：由于单片机自带
8、计数器输入时钟的频率通常只能是系统时钟频率的几分之一甚至几十分之一，因此采用单片机的计数器直接测量信号频率就受到了很大的限制。本实验电路采用方式2，使用一片74LS393四位双二进制计数器和Atmega8的 T1计数器组成了24位计数器，最大计数值为16777215。如果输入信号经过MB501分频器进行64分频后再进行测量，则固定1S时基下最高测量频率为1073.741760Mhz。6位数字显示频率计数器电路及51单片机源程序 | 出处：维库开发网 | 2023-09-01 14:45:52 | 阅读 1670 次 6位数字显示频率计数器电路及51单片机源程序,1.频率计算器功能利用AT89S
9、51单片机的T0、T1的定时计数器功能，来完成对输入的信号进行频率计1.频率计算器功能利用AT89S51单片机的T0、T1的定时计数器功能，来完成对输入的信号进行频率计数，计数的频率结果通过8位动态数码管显示出来。要求能够对0250KHZ的信号频率进行准确计数，计数误差不超过1HZ。篮2斜电路希原理慕图炊3殊程序拦设计乞内容撤（1累）灿定时绪/计们数器剃T0穴和T床1的亿工作资方式迅设置勇，由她图可剂知，丈T0筛是工它作在主计数樱状态何下，烂对输难入的原频率啦信号勿进行叮计数腿，但塌对工气作在并计数键状态参下的类T0垃，最浮大计薄数值雨为f遮OS禽C/孩24烟，由永于f训OS驳C臂1裁2M枕H
10、z秤，因秀此：镜T0穷的最选大计饰数频吉率为墓25哭0K域Hz爹。对械于频摔率的号概念谜就是肥在一纠秒只槽数脉汗冲的取个数恨，即个为频佣率值雄。所盲以T逐1工奔作在径定时胁状态疗下，条每定茄时1淋秒中瓣到，蹄就停氧止T限0的迟计数温，而笔从T搞0的概计数朗单元极中读在取计英数的宗数值数，然匹后进促行数朋据处桐理。抱送到奖数码茅管显根示出碍来。键（2建）沈T1臂工作岸在定渗时状颈态下名，最呈大定求时时懂间为扩65每ms毅，达总不到蛮1秒假的定鸭时，狐所以莲采用细定时做50灶ms船，共每定时偷20单次，漆即可讯完成铅1秒僵的定轿时功活能。繁5朗C语爆言源象程序躁C程适序犁#i戚nc壶lu蜡de墙
11、健un驶si少gn劝ed桌 C担HA抱R 夸co产de莫 d贩is涝pb普it芦秤=脚0x株fe常,0滑xf槐d,经0x余fb昂,0涂xf庄7,辣0x知ef够,0般xd泳f,萝0x兽bf屠,0瘦x7乖f膀;阴un目si阅gn算ed候 C对HA松R 仓co炉de看 d劳is民pc的od宁e汇=邪0拢x3穗f,发0x盟06失,0乏x5放b,预0x坦4f撤,0爽x6幻6,扬0x但6d气,0格x7午d,至0x诸07果,盾0x伯7f宜,0醋x6趁f,头0x虏00据,0魔x4袜0械;登un坦si互gn饱ed披 C档HA欲R 占di携sp垦bu味f算8琴=结0,呜0,响0,边0,从0,撑0,衔10苏,1状0
12、盗;领un缘si靠gn肉ed板 C冈HA膝R 尿te对mp戒8变;盖un鲜si疼gn善ed份 C稀HA都R 企di秘sp集co亚un密t;姓un房si削gn碰ed付 C秆HA化R 太T0贷co邪un部t;暑un脂si东gn赔ed泪 C蔽HA按R 屿ti淘me道co蚀un溉t;窑bi怜t 民fl但ag脱;任un眨si战gn砌ed运 l看on输g 晋x;松vo我id避 m龄ai森n(评vo山id皆)蔽un梨si容gn阔ed杰 C包HA糕R 戚i;奇TM义OD请=0耳x1杠5;疑TH超0=堤0;汪TL杯0=瞎0;倡TH挎1=掩(6桃55昂3*父00例0)孝/2管56晌;卡TL凡1=床(6友55查3*
13、侦00他0)膏%6舰;乔TR酿1=锻1;枪TR膨0=捡1;傲ET柳0=铺1;凯ET来1=戚1;副EA济=1就;铁wh蚂il泻e(涂1)评if卵(f糕la县g=辨=1忆)效fl捎ag访=0贿;提x=源T0步co冈un步t*些65指53制6+泥TH嗓0*磁25拜6+盖TL舅0;仓fo您r(享i=剂0;喊i乱8;好i+懒+)域te乐mp影i谊=屋0;锤i=漆0;膊wh储il极e(当x/侍10这)地te撤mp挑i悼=墨x;歼x=丑x/远10茂;筒i+捆+;长te布mp籍i映=叶x;躺fo奥r(字i=愉0;磁i冰6;晶i+智+)慨di甲sp巾bu腹f零i术=t统em始p猜i椅;刊ti狂me缎co稍un巷
14、t=专0;贞T0册co纵un糟t=独0;漏TH巡0=已0;骆TL旱0=锋0;漠TR户0=顷1;芳vo躬id蹄 t高0(露vo锈id掩) 季in螺te拳rr滚up夜t 向1 咽us鲜in博g 仙0缎T0沿co召un差t+稻+;掀vo取id疫 t告1(情vo充id横) 窃in努te羡rr祸up缸t 闻3 趁us番in得g 嗓0艘TH起1=已(6茎55宝3*慢00工0)酬/2份56跳;进TL遥1=旱(6看55翠3*腊00蚊0)么%6米;休ti腥me泽co鄙un郊t+悔+;系if漠(t半im您ec鼠ou焦nt塘=夹25示0)窃TR樱0=烤0;飘ti惊me钥co忍un演t=隔0;睁fl牌ag赶=1美;阶P0贵=d冻is跳pc谣od嘴e惭di寸sp沙bu剥f纹di败sp盆co萝un千t偷;溜P2槽=d京is撑pb翼it色d拌is召pc电ou园nt堆;卧di拐sp催co需un料t+创+;苍if辈(d昆is彼pc芒ou登nt衫=忠8)幻di土sp捕co戏un畜t=糟0;
