標題: 帶分頻整形的單片機頻率計(1Hz—20MHz)源程序,仿真與設計論文等全套資料 [打印本頁]

作者: micoco    時間: 2018-5-2 18:51
標題: 帶分頻整形的單片機頻率計(1Hz—20MHz)源程序,仿真與設計論文等全套資料
單片機頻率計 系統(tǒng)采用單片機+分頻模塊+整形模塊+lcd1602液晶顯示+按鍵設計而成。
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。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)。


頻率計電路原理圖如下:


74HC14電路設計
              由于三極管放大電路輸出的信號不是標準的方波信號,存在著上升沿不夠陡峭,波形類似于正弦波等問題,為了使單片機對信號更好的采集,這里使用了施密特觸發(fā)器74HC14對三極管放大電路輸出的信號進行整形。電路圖如圖3-10所示。
圖3-10施密特觸發(fā)器電路原理圖
              其中輸入信號從芯片的1號腳輸入,74HC14本身是一個芯片內部帶有6個施密特觸發(fā)器,我這里為了充分利用芯片使用了其中三個,實際上可以只使用一個。整形后的信號從芯片的6號腳輸出。
3.5分頻模塊設計
3.5.1 74HC390芯片介紹
分頻電路一般采用十進制計數(shù)器如74HC290、74HC390等來實現(xiàn)時間計數(shù)單元的計數(shù)功能。本次設計中選擇74HC390。由其內部邏輯框圖(如圖3)可知,其為雙2-5-10異步計數(shù)器,并每一計數(shù)器均有一個異步清零端(高電平有效)。由于我們要設計的是100分頻電路,因此74HC390內部兩個計數(shù)器都用上,分別都設置成10計數(shù)器。
圖3-11 74HC390內部邏輯框圖
3.5.2 74HC390分頻電路設計
由于單片機運行速度有限,單片機運行一條基礎指令需要1個機器周期即12個是時鐘周期,換算成時間為1us。因此當頻率過高的時候單片機就不能很精確的換算出頻率。為了解決這個問題,這設計加入了一個100分頻的計數(shù)器。當頻率高于200KHZ的時候單片機計算分頻后的信號,當頻率低于200KHZ的時候計算分頻前的信號。這樣高低搭配可以擴大單片機的測量頻率。最終換算出其真實對應的頻率并在液晶上顯示。其中電路圖如圖3-12所示。
圖3-12 74HC390分頻電路原理圖

4.系統(tǒng)軟件設計
4.1系統(tǒng)軟件總體設計
4-1系統(tǒng)主流程圖


頻率計元件清單:


單片機仿真原理圖如下(proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載)


頻率計仿真操作說明:
   鼠標右擊這個元件,
選擇最后一項就可以了

單片機頻率計源程序如下:
  1. //******************************************************************************************
  2. //連接框圖:       ___________________
  3. //                |              P1.0 |->RS
  4. //                |              P1.1 |->RW
  5. //                |              P1.2 |->E
  6. //                |              P0   |->DB
  7. //                |                     P3.4 |->1~9999hz的輸入
  8. //                |              P3.5 |->1~9999KHZ輸入 (分頻后)
  9. //******************************************************************************************
  10. #include <reg52.h>
  11. unsigned long int fre;
  12. unsigned char time;
  13. unsigned int count;
  14. unsigned int count1;

  15. //端口及函數(shù)說明----------------------------------------------------------------------------

  16. sbit   LCD_RS=P1^0;          //片選信號
  17. sbit   LCD_RW=P1^1;          //讀寫信號
  18. sbit   LCD_E=P1^2;           //使能信號

  19. #define LCD_DB     P0        //數(shù)據信號
  20. unsigned char character[10]={0};//在屏幕上顯示的字符串
  21. unsigned char character_1[]={"fre= Hz"};
  22. unsigned char FLAG = 0;

  23. void LCD_init(void);//初始化函數(shù)   
  24. void LCD_write_command(unsigned char command);//寫指令函數(shù)         
  25. void LCD_write_data(unsigned char dat);//寫數(shù)據函數(shù)           
  26. void LCD_disp_char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat);//在某個屏幕位置上顯示一個字符,X(0-15),y(1-2)
  27. void delay_n40us(unsigned int n);//延時函數(shù)
  28.      
  29. void timer_init();            //中斷初始化函數(shù)  


  30. //-------------------------------------------------------------------------------

  31. void delay_n40us(unsigned int n)                  //延時函數(shù)
  32. {
  33.         unsigned int i;
  34.         unsigned char j;            
  35.         for(i=n;i>0;i--)
  36.         for(j=0;j<2;j++);         
  37. }

  38. void delay_1s()
  39. {
  40.         unsigned int i,j;
  41.         for(i = 0;i<100;i++)
  42.                 for(j = 0;j<1000;j++);
  43. }                                      

  44. void LCD_init(void)         //液晶初始化函數(shù)
  45. {
  46.         LCD_write_command(0x38);//設置8位格式,2行,5x7
  47.         LCD_write_command(0x38);//設置8位格式,2行,5x7
  48.         LCD_write_command(0x38);//設置8位格式,2行,5x7         切記要寫三遍。。!
  49.         LCD_write_command(0x0c);//整體顯示,關光標,不閃爍
  50.         LCD_write_command(0x06);//設定輸入方式,增量不移位
  51.         LCD_write_command(0x01);//清除屏幕顯示         
  52.         delay_n40us(100);//清屏延時
  53. }

  54. void LCD_write_command(unsigned char dat)  //寫命令函數(shù)
  55. {
  56.         LCD_DB=dat;
  57.         LCD_RS=0;//指令         
  58.         LCD_RW=0;//寫入         
  59.         LCD_E=1; //使能         
  60.         LCD_E=0;
  61.         delay_n40us(1);//寫命令延時   
  62. }         

  63. void LCD_write_data(unsigned char dat)          //寫數(shù)據函數(shù)
  64. {
  65.         LCD_DB=dat;
  66.         LCD_RS=1;//數(shù)據         
  67.         LCD_RW=0;//寫入         
  68.         LCD_E=1;//使能  
  69.         LCD_E=0;
  70.         delay_n40us(1);         //寫數(shù)據延時
  71. }

  72. void LCD_disp_char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat)//顯示一個字符
  73. {
  74.         unsigned char address;
  75.         if(y==1)
  76.                  address=0x80+x;         //顯示在第一排的時候的x的地址
  77.         else
  78.                  address=0xc0+x;         //顯示在第二排的時候的x的地址
  79.         LCD_write_command(address);         //輸入地址
  80.         LCD_write_data(dat);                 //輸入數(shù)據
  81. }
  82. void LCD_disp_num(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat)//顯示一個數(shù)字
  83. {
  84.         unsigned char address;
  85.         if(y==1)
  86.                  address=0x80+x;         //顯示在第一排的時候的x的地址
  87.         else
  88.                  address=0xc0+x;         //顯示在第二排的時候的x的地址
  89.         LCD_write_command(address);         //輸入地址
  90.         LCD_write_data(dat+48);                 //輸入數(shù)據
  91. }

  92. void dis_num(void)
  93. {
  94.         unsigned char i=0,j=0,k=0;
  95.         LCD_write_command(0x01);//清除屏幕顯示
  96.         
  97.         character[0] = fre/1000000;
  98.         character[1] = fre/100000%10;
  99.         character[2] = fre/10000%10;
  100.         character[3] = fre/1000%10;
  101.         character[4] = fre/100%10;
  102.         character[5] = fre/10%10;
  103.         character[6] = fre%10;
  104.     character[7] = 'H';
  105.         character[8] = 'z';
  106.         
  107.         for(i = 0;i<4;i++)                 //顯示fre
  108.         {
  109.                  LCD_disp_char(i+0,1,character_1[i]);
  110.         }
  111.         for(i = 0;i<10;i++)         //判斷第一個不為0的數(shù)
  112.         {
  113.                 if(character[i]!=0)
  114.                         break;
  115.         }
  116.         k = 10-i-2;
  117.         for(j = 0;j<k;j++)         //顯示所有的數(shù)字
  118.         {
  119.                         LCD_disp_num(4+j,1,character[i++]);        
  120.         }
  121.         
  122.     for(i = 5;i<7;i++)         //顯示Hz
  123.         {
  124.                  LCD_disp_char(j+4,1,character_1[i]);
  125.                 j++;
  126.         }
  127. }



  128. void main()
  129. {
  130.         unsigned char i;
  131.         LCD_init();
  132.         timer_init();             //定時/計數(shù)器初始化

  133.         for(i = 0;i<4;i++)
  134.         {
  135.                  LCD_disp_char(i+0,1,character_1[i]);
  136.         }
  137.         while(1)
  138.         {
  139.                 dis_num();         //顯示
  140.                  delay_1s();
  141.                         
  142.         }                                                
  143. }

  144. void timer_init(void)         //定時/計數(shù)器初始化
  145. {
  146.         TMOD=0x66;                //計數(shù)器0工作工作方式2,自動重裝初值
  147.         TH0=0;                    //計數(shù)器初值為0
  148.         TL0=0;
  149.         TR0=1;                    //計數(shù)器開始計數(shù)            
  150.         ET0=1;                    //打開計數(shù)器0中斷   

  151.         TH1=0;                    //計數(shù)器初值為0
  152.         TL1=0;
  153.         TR1=1;                    //計數(shù)器開始計數(shù)            
  154.         ET1=1;                    //打開計數(shù)器0中斷   

  155.         RCAP2H=(65536-62500)/256; //在程序初始化的時候給RCAP2L和RCAP2H賦值,
  156.         RCAP2L=(65536-62500)%256; //TH2和TL2將會在中斷產生時自動使TH2=RCAP2H,TL2=RCAP2L。
  157.         TH2=RCAP2H;               //12M晶振下每次中斷62.5ms
  158.         TL2=RCAP2L;
  159.         ET2=1;                    //打開定時器2中斷         
  160.         TR2=1;                    //定時器2開始計時  
  161.         EA=1;                     //開總中斷   
  162. }
  163. //----------------------------------------------------------------
  164. void timer2(void) interrupt 5 //定時器2中斷(62.5ms)
  165. {
  166.         double temp;
  167.         time++;
  168.         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
  169.         if (time==16)             //定時1s時間到  
  170.         {
  171.            time=0;                //計時清0                 
  172.            fre=(long)count*256+TL1;     //count*256強制轉換成long型,否則將不產生進位 先判斷分頻后的
  173.            FLAG = 0;
  174.          
  175.            if(fre<2000)//200K之后讀取分頻后的頻率
  176.            {
  177.                            fre = (long)count1*256+TL0;
  178.                         FLAG = 1;         
  179.            }   
  180.            
  181.            count=0;               //清零計數(shù)器0計數(shù)         
  182.            count1=0;
  183.            EA=1;                  //開中斷            
  184.         }
  185. }
  186. //----------------------------------------------------------------
  187. void timer0(void) interrupt 1 //計數(shù)器0中斷         
  188. {
  189.         count++;
  190. }               
  191. //----------------------------------------------------------------
  192. void timer1(void) interrupt 3 //計數(shù)器1中斷
  193. {
  194.         count1++;
  195. }
  196.         
  197. ……………………

  198. …………限于本文篇幅 余下代碼請從51黑下載附件…………
復制代碼


所有資料51hei提供下載:
##單片機頻率計.rar (10.69 MB, 下載次數(shù): 996)



作者: hqpos    時間: 2018-11-2 14:02
資料配套齊全,很有參考價值。
作者: aking991    時間: 2018-11-27 11:50
很不錯,收藏了
作者: 張小寶1    時間: 2018-12-10 11:02
下載打開根本是亂碼,一點用都沒有
作者: jadyjayjay    時間: 2018-12-10 15:06
新手來看看
作者: 都市郎    時間: 2018-12-11 01:27
資料非常全,很好,感謝樓主分享!
作者: 黑點哥iii    時間: 2018-12-13 21:39
贊一個
作者: wpppmlah    時間: 2019-3-29 16:52
已經下載了資料,很不錯很有學習價值!謝謝.
作者: 一只貓的過客    時間: 2019-4-13 20:47
為什么我測不到1MHZ以上的頻率啊,仿真一直崩潰
作者: cnc202    時間: 2019-4-14 22:21
感謝樓主分享
作者: 774388942    時間: 2019-4-18 10:19
謝謝分享

作者: 774388942    時間: 2019-4-18 10:28
感謝樓樓
作者: 竹之君    時間: 2019-5-31 18:30
內容很詳細,看的非常清楚,會一直關注這個網站的。
作者: 快樂眼淚    時間: 2019-5-31 21:26
感謝樓主分享,有時間做個!
作者: 物業(yè)tuan    時間: 2019-12-9 23:10
資料很全面,這兩天正好在學習這個,感謝樓主分享
作者: 517087308    時間: 2019-12-31 16:47
很給力
作者: 517087308    時間: 2020-1-2 14:11
很不錯喲
作者: saine    時間: 2020-3-4 22:50
能幫我設計一下嗎?
作者: wangjinlongd    時間: 2020-3-10 22:16
資料非常全,很好,感謝樓主分享!
作者: 329575852    時間: 2020-4-28 19:22
仿真圖文件夾里邊的hex跟程序文件夾里邊的不是同一個吧,仿真圖文件夾里邊的那個很準,程序文件夾里邊的那個老是出錯
作者: 單片機新手12.15    時間: 2020-5-4 18:44
謝謝樓主

作者: 195470880    時間: 2020-5-14 21:38

很不錯,收藏了
作者: zxcvgfd    時間: 2020-5-17 13:41
樓主怎么計算這個頻率計能測多少頻率范圍???

作者: asdfqw    時間: 2020-5-23 18:03
這里的分頻期間我認為可以設計成50分頻,可以更好地利用資源
作者: 初晴2000    時間: 2020-6-13 15:16
很實用的資料,棒棒噠!!
作者: swustlx86    時間: 2020-6-17 09:03
好資料,51黑有你更精彩!!!
作者: xieyebao1995    時間: 2020-6-18 08:37
正想學習這方面,謝謝分享
作者: peeta    時間: 2020-7-2 22:14
超好的東西,收藏慢慢學!
作者: rayin    時間: 2020-11-15 17:32
不錯,值得學習。51hei有你更精彩。
作者: lele88888    時間: 2021-1-26 14:31
很不錯,收藏了
作者: xuliya282    時間: 2021-3-9 07:18
不錯不錯,正好想學習一下頻率計。
作者: 螞蟻科技    時間: 2023-7-4 11:56
能不能測試晶振頻率?
作者: 王秋冬    時間: 2023-7-27 08:46
能不能測試晶振頻率?如果不超測量上限,應該能測試晶振頻率。
作者: 螞蟻科技    時間: 2023-11-27 19:26
防制了一個,感覺有點誤差,不知道什么原因,有誰做成功的分享一下經驗
作者: 螞蟻科技    時間: 2024-5-25 19:23
4M以下不能測試,4M以上測試精度還可以,點贊!。
作者: xlhlydd    時間: 2024-6-18 10:42
能否改成數(shù)碼管的,1602顯示的字能改大字嗎
作者: nanfuB    時間: 2024-6-19 19:35
看起來好全的資,收下了謝謝




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