等精度频率计设计.docx

等精度频率计设计摘要：本电路采用单片机为核心，实现对矩形波等精度测量。利用单片机产生的秒脉冲与未知信号通过D触发器获得一秒同步闸门信号。利用闸门信号将未知信号与标准脉冲信号采样，通过单片机计数器对采样信号计数得到信号等效频率。本系统电路主要分为五个部分：单片机控制、通道部分、同步电路部分、计数器部分、液晶显示部分。关键字：闸门同步 计数采样 单片机 等精度一、 系统方案1. 题目任务及相关指标分析本电路设计指标为对频率为1HZ至1MHz矩形波信号等精度测量。误差小于0.001。与之闸门时间为一秒。所以本系统电路分为五个部分：单片机控制、通道部分、同步电路部分、计数器部分、液晶显示部分。2. 方案的选择与比较。 图路1-1 脉冲发生电1) 秒脉冲发生电路方案一：如图1-1所示，利用无源晶振同过CD4060和74HC74分频产生周期为1秒的脉冲。此种方法原理简单，无需编写程序。但硬件电路相对复杂，不利于整体电路焊接。方案二：利用单片机P1.0口T2计数器产生一秒脉冲。此方式借助单片机编程，直接由单片机I/O口输出，电路简单，所需器件少。综合考虑选取方案二。2) 同步电路部分图1-2同步电路方案：如图1-2所示，利用D触发器功能，以未知信号为clock信号，一秒脉冲为D信号，将在Q端得到同步的脉冲信号。此时的脉冲信号周期不等于1 秒，且大小也不固定。3) 计数器部分方案一：如图1-3所示，采用两片八位TTL电平计数器74LS393，实现计数。当计数器从00H增加到FFH时将产生一个进位为输给单片机内部计数器T0/T1，从而拓展单片机内部计数范围。在原有范围内扩大256倍。图1-3 393计数电路图1-4 CD4040计数电路方案二：如图1-4所示，采用两片十二位计数器CD4040，实现片外计数器扩展。综上所述，12位的计数器CD4040计数范围更大，有利于扩大测量范围，所以选取方案二。图1-5通道整形电路4) 通道整形电路方案：如图1-5所示，采用74HC04非门对信号连续取非整形。3. 系统总体方案设计流程图预置闸门时间信号（秒脉冲）输入通道同步电路（D）触发器门控电路1（与门）门控电路2（与门）基准时钟信号f0计数器1 NA=fx T 计数器2 NB=f0T计算fx=NANBf0显示图1-6系统总体方案二、 系统总体电路图 图1-7 系统总体设计电路图三、 单片机程序设计#includereg52.h#includeabsacc.h#include intrins.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#includeLCD1602.h/LCD1602显示程序头文件#includeLCD1602.c/#define KEY_H XBYTE0xFC00/按键行地址/#define KEY_L XBYTE0xFE00/按键列地址#define Data_LL XBYTE0xE000/CS6#define Data_HL XBYTE0xF800/CS70sbit CLK=P11;/闸门信号/sbit PR=P11;/清零信号,D触发器sbit Q=P10;/判断用sbit MR=P13;/清零信号,计数器/定义下面所需变量unsigned long int cnt0=0,cnt1=0;float num=0,numb=0;/,Tnum=0,Tnumb=0void main()/初始化TMOD=0x55;/T0,T1都为计数模式1 C/T=1;M1M0=01; MR=1;/使两个计数器清零TL0=0;TL1=0;TH0=0;TH1=0;/PR=0;/关同步闸门 RCAP2H=(65536-50000)/256;/T2计数初值RCAP2L=(65536-50000)%256; ET2=1;/开T2中断EA=1;/开总中断TR2=1;/开T2定时nint_LCD();/液晶初始化print(COME ON !-,0x40);while(1);void timer2()interrupt 5uchar i,date_l,date_h;unsigned long int dis0,dis1;TF2=0;ET2=0;TR2=0;MR=0;/PR=1;CLK=1; TR0=1;TR1=1;i+;if(i=20)i=0;CLK=0;while(Q);/此处是等待电平的变换TR0=0;TR1=0;dis0=TL0|(TH08);dis1=TL1|(TH1=10000000)num=num;dis_LCD(unsigned long int)num/10000000+0x30,0x02);dis_LCD(unsigned long int)num/1000000%10+0x30,0x03);print(.,0x04);dis_LCD(unsigned long int)num/100000%10+0x30,0x05);dis_LCD(unsigned long int)num/10000%10+0x30,0x06);dis_LCD(unsigned long int)num/1000%10+0x30,0x07);dis_LCD(unsigned long int)num/100%10+0x30,0x08);dis_LCD(unsigned long int)num/10%10+0x30,0x09)print(MHz,0x0b); else if(numb=1000000)&(numb=100000)&(numb=10000)&(numb=1000)&(numb=100)&(numb=10)&(numb100)num=num*1000000;dis_LCD(unsigned long int)num/10000000+0x30,0x02);dis_LCD(unsigned long int)num/1000000%10+0x30,0x03);print(.,0x04);dis_LCD(unsigned long int)num/100000%10+0x30,0x05);dis_LCD(unsigned long int)num/10000%10+0x30,0x06);dis_LCD(unsigned long int)num/1000%10+0x30,0x07);dis_LCD(unsigned long int)num/100%10+0x30,0x08);dis_LCD(unsigned long int)num/10%10+0x30,0x09);print( Hz,0x0b); elsenum=num*10000000;dis_LCD(unsigned long int)num/10000000+0x30,0x02);print(.,0x03);dis_LCD(unsigned long int)num/1000000%10+0x30,0x04);dis_LCD(unsigned long int)num/100000%10+0x30,0x05);dis_LCD(unsigned long int)num/10000%10+0x30,0x06);dis_LCD(unsigned long int)num/1000%10+0x30,0x07)