基于单片机的数字频率计的设计和仿真

刘工在呢

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。
: F1 S$ ~8 _! q/ V关键词：数字频率计 单片机 Proteus仿真 Kel仿真
6 q  `/ ]6 ?3 U1 r6 T! D/ n在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且
与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切
- Q& h% [% h4 T( u8 M' s的关系,因此,频率的测量就显得更为重要。测量频
7 e6 T5 }1 A2 W/ K2 l5 ]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
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
% D( A5 B# B$ @3 G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
( i9 m& {% L5 ^! i5 l言和直接测量方法,成功地实现了宽领域,高精度的
% Q5 O5 R! s2 F0 u* R- _- ?- c数字频率计的设计和仿真。
设计思路
本文设计的是一种单片机控制的频率计数器。
  d4 i* H" S7 y9 _该频率计首先以信号放大整形后的方波脉冲作为控
; c8 I$ D& {# t+ i# P+ U制闸门信号，然后采用计数器和锁存器对不同频率
范围的信号直接进行计数来完成分频功能，分频后
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
& u) T) E# l& k2 h4 W% ]; v于单片机内部振荡频率很高，所以一个机器周期的
  ]* W9 F3 K7 y* F量化误差相当小，可以有效的提高低频信号的测量
4 ~1 Y" V# T% v/ |; w7 y准确性。本设计以单片机 AT89C52为核心,通过译
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。
框图中，各部分的作用及所采用的器件说明如
下。
5 f) m  @# ~, g1 c+ K9 t1.计数测量部分包括计数器电路和数据锁存器
电路
, R9 c" \; b5 ^1 b6 J! }计数器电路采用了74LS590芯片完成计数功
- t6 _, ^" u8 m! m- z; G1 d能。对于频率较小的输人脉冲可以只让一个
+ m7 \8 ]& l, v74LS590芯片发挥作用，即计数的个数小于256时
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
计数个数大于256小于65535时两个74LS590芯片
3 ?  D7 D3 P# w* R+ H1 \分别进行高八位、低八位计数。数据锁存器电路由
( ]  h- B3 K, K* n
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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