?設計功能

（1）主要采用51單片機+最小系統(tǒng)+LCD1602液晶顯示模塊+分頻電路+整形電路+按鍵而成。
（2）頻率的測量范圍為1Hz—20MHz能測量各種周期信號，能測出正弦波、三角波或方波等波形的頻率。
（3）通過LCD1602液晶顯示屏顯示檢測到的即時頻率數(shù)值(最多8位數(shù)，單位為Hz)。?
（4）電路板上排針左邊接信號輸入，右邊接地。

原理圖：

原理圖繪制軟件采用AD2013。頻率計能測出正弦波、三角波或方波等波形的頻率，測量范圍為1Hz—20MHz，且能檢測幅度最小值為1Vpp的信號；③通過LCD1602液晶顯示屏顯示檢測到的即時頻率數(shù)值(最多8位數(shù)，單位為Hz)。另外，當輸入頻率大于20KHz的信號時，由于采用了100分頻采樣，顯示結果稍有誤差，如輸入最大測量頻率20MHz的信號時，LCD1602液晶顯示屏上顯示的測量結果為19998900HZ，誤差不超過十萬分之一，在可接受范圍之內(nèi)。

輸入信號需要經(jīng)過信號處理電路后，單片機才能準確計算出頻率；

（1）信號放大電路

????????為了有效防止因信號過小而造成的檢測障礙，在信號輸入處采用了三極管共射放大電路，如圖所示。

????????實際工作中，我們必須解決放大電路與信號源及放大電路與負載之間的耦合問題。一方面要求耦合電路能夠傳輸交流的輸入和輸出信號，傳輸過程中的信號損耗盡可能小；另一方面又要求信號源，放大電路、負載之間的直流工作狀態(tài)互補影響，即有“隔直”作用，電路的C1、C7就很好的解決了這個問題即固定偏置共射極放大器。集電極電壓通過基極偏置電阻R2使晶體管Je正偏；同時拖過R3使Jc反偏，從而實現(xiàn)信號源放大。

（2）信號緩沖電路

????????脈沖產(chǎn)生模塊采用74HC14實現(xiàn)了三次施密特觸發(fā)并反相，從圖1.2可以看出，來自信號采集模塊的經(jīng)過放大的信號從74HC14的1腳進入，經(jīng)過1A→1Y、2A→2Y和3A→3Y三次施密特觸發(fā)并反相最終將緩慢變化的輸入信號轉換成清晰、無抖動的信號從6腳輸出。

（3）分頻電路

????????由于單片機可操作頻率有限，若輸入信號頻率過大則單片機無法成功實現(xiàn)脈沖計數(shù)，因此需要使用74HC390進行分頻，以100分頻為宜(具體為200KHz以上信號采取100分頻后再檢測，200KHz或以下信號則檢測未經(jīng)100分頻的原始信號)。

采取的方法為：從圖中可以看出，若從nCP1輸入頻率為f的時鐘信號，則會在nQ2處輸出頻率為f/5的脈沖信號，因此可進行如圖1.5所示的連線方法，1CP1--1Q2→2CP1--2Q2→1CP0--1Q0→2CP0--2Q0，其中“→”代表芯片外部電氣連接，“--”代表芯片內(nèi)部功能連接，從而得到5×5×2×2=100分頻，即若從1CP1輸入一個頻率為f的信號，則會從2Q0輸出一個頻率為f/100的分頻信號。?

其總體硬件原理圖如圖所示。

仿真設計

仿真軟件采用Protues7.8。

程序設計

程序采用C作為編程語言，使用Keil5作為編程軟件；

/----------------主函數(shù)-------------------- void main() { unsigned char i;LCD_init();timer_init(); //定時/計數(shù)器初始化 for(i = 0;i<4;i++){LCD_disp_char(i+0,1,character_1[i]);}while(1){dis_num(); //顯示delay_1s();} } //-------------------定時/計數(shù)器初始化-------------- void timer_init(void) //定時/計數(shù)器初始化 { TMOD=0x66; //計數(shù)器0和計數(shù)器1工作工作方式2，自動重裝初值 TH0=0; //計數(shù)器初值為0TL0=0;TR0=1; //計數(shù)器開始計數(shù) ET0=1; //打開計數(shù)器0中斷 TH1=0; //計數(shù)器初值為0TL1=0;TR1=1; //計數(shù)器開始計數(shù) ET1=1; //打開計數(shù)器1中斷 RCAP2H=(65536-62500)/256; //在程序初始化的時候給RCAP2L和RCAP2H賦值， RCAP2L=(65536-62500)%256; //TH2和TL2將會在中斷產(chǎn)生時自動使TH2=RCAP2H,TL2=RCAP2L。 TH2=RCAP2H; //12M晶振下每次中斷62.5ms(1s=1000ms=62.5ms×16)TL2=RCAP2L;ET2=1; //打開定時器2中斷 TR2=1; //定時器2開始計時 EA=1; //開總中斷 } //------------------中斷函數(shù)---------------------- void timer2(void) interrupt 5 //定時器2中斷(62.5ms) {time++;TF2=0; //定時器2的中斷標志位TF2不能夠由硬件清零，所以要在中斷服務程序中將其清零if (time==16) //定時1s時間到 {time=0; //計時清0EA=0; //關中斷 fre=(long)count1*256+TL1; //count*256強制轉換成long型，否則將不產(chǎn)生進位~先判斷分頻后(計數(shù)器1)FLAG = 0; if(fre<2000)//如果不到200KHz則讀取分頻前(計數(shù)器0)頻率(200K÷100=2000){fre = (long)count*256+TL0;FLAG = 1; } if(!FLAG){fre = fre *100;//100分頻}TL0=0; //清零計數(shù)器0計數(shù) TH0=0;TL1=0;TH1=0; count=0; //清零計數(shù)器0計數(shù) count1=0;EA=1; //開中斷 } }

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的51单片机的频率计设计的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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