等精度頻率計(jì)設(shè)計(jì).docx

等精度頻率計(jì)設(shè)計(jì)摘要：本電路采用單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)矩形波等精度測(cè)量。利用單片機(jī)產(chǎn)生的秒脈沖與未知信號(hào)通過D觸發(fā)器獲得一秒同步閘門信號(hào)。利用閘門信號(hào)將未知信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)采樣，通過單片機(jī)計(jì)數(shù)器對(duì)采樣信號(hào)計(jì)數(shù)得到信號(hào)等效頻率。本系統(tǒng)電路主要分為五個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制、通道部分、同步電路部分、計(jì)數(shù)器部分、液晶顯示部分。關(guān)鍵字：閘門同步 計(jì)數(shù)采樣 單片機(jī) 等精度一、 系統(tǒng)方案1. 題目任務(wù)及相關(guān)指標(biāo)分析本電路設(shè)計(jì)指標(biāo)為對(duì)頻率為1HZ至1MHz矩形波信號(hào)等精度測(cè)量。誤差小于0.001。與之閘門時(shí)間為一秒。所以本系統(tǒng)電路分為五個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制、通道部分、同步電路部分、計(jì)數(shù)器部分、液晶顯示部分。2. 方案的選擇與比較。 圖路1-1 脈沖發(fā)生電1) 秒脈沖發(fā)生電路方案一：如圖1-1所示，利用無源晶振同過CD4060和74HC74分頻產(chǎn)生周期為1秒的脈沖。此種方法原理簡(jiǎn)單，無需編寫程序。但硬件電路相對(duì)復(fù)雜，不利于整體電路焊接。方案二：利用單片機(jī)P1.0口T2計(jì)數(shù)器產(chǎn)生一秒脈沖。此方式借助單片機(jī)編程，直接由單片機(jī)I/O口輸出，電路簡(jiǎn)單，所需器件少。綜合考慮選取方案二。2) 同步電路部分圖1-2同步電路方案：如圖1-2所示，利用D觸發(fā)器功能，以未知信號(hào)為clock信號(hào)，一秒脈沖為D信號(hào)，將在Q端得到同步的脈沖信號(hào)。此時(shí)的脈沖信號(hào)周期不等于1 秒，且大小也不固定。3) 計(jì)數(shù)器部分方案一：如圖1-3所示，采用兩片八位TTL電平計(jì)數(shù)器74LS393，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器從00H增加到FFH時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位為輸給單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器T0/T1，從而拓展單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)范圍。在原有范圍內(nèi)擴(kuò)大256倍。圖1-3 393計(jì)數(shù)電路圖1-4 CD4040計(jì)數(shù)電路方案二：如圖1-4所示，采用兩片十二位計(jì)數(shù)器CD4040，實(shí)現(xiàn)片外計(jì)數(shù)器擴(kuò)展。綜上所述，12位的計(jì)數(shù)器CD4040計(jì)數(shù)范圍更大，有利于擴(kuò)大測(cè)量范圍，所以選取方案二。圖1-5通道整形電路4) 通道整形電路方案：如圖1-5所示，采用74HC04非門對(duì)信號(hào)連續(xù)取非整形。3. 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)流程圖預(yù)置閘門時(shí)間信號(hào)（秒脈沖）輸入通道同步電路（D）觸發(fā)器門控電路1（與門）門控電路2（與門）基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)f0計(jì)數(shù)器1 NA=fx T 計(jì)數(shù)器2 NB=f0T計(jì)算fx=NANBf0顯示圖1-6系統(tǒng)總體方案二、 系統(tǒng)總體電路圖 圖1-7 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)電路圖三、 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)#includereg52.h#includeabsacc.h#include intrins.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#includeLCD1602.h/LCD1602顯示程序頭文件#includeLCD1602.c/#define KEY_H XBYTE0xFC00/按鍵行地址/#define KEY_L XBYTE0xFE00/按鍵列地址#define Data_LL XBYTE0xE000/CS6#define Data_HL XBYTE0xF800/CS70sbit CLK=P11;/閘門信號(hào)/sbit PR=P11;/清零信號(hào),D觸發(fā)器sbit Q=P10;/判斷用sbit MR=P13;/清零信號(hào),計(jì)數(shù)器/定義下面所需變量unsigned long int cnt0=0,cnt1=0;float num=0,numb=0;/,Tnum=0,Tnumb=0void main()/初始化TMOD=0x55;/T0,T1都為計(jì)數(shù)模式1 C/T=1;M1M0=01; MR=1;/使兩個(gè)計(jì)數(shù)器清零TL0=0;TL1=0;TH0=0;TH1=0;/PR=0;/關(guān)同步閘門 RCAP2H=(65536-50000)/256;/T2計(jì)數(shù)初值RCAP2L=(65536-50000)%256; ET2=1;/開T2中斷EA=1;/開總中斷TR2=1;/開T2定時(shí)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);/此處是等待電平的變換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)