文档介绍：数字频率计设计方案的研究摘要:数字频率计是一种传统的仪器,是专门用于测量信号频率的装置,广泛应用于学校,企业和科研机构,其主要功能是对正弦波,方波、三角波等信号频率进行测量,并将结果在显示器上显示。本文主要以51系列单片机为核心对数字频率计进行设计,在设计过程中对两种不同方案进行比较,最终选出其中较好的方案。关键字:51单片机频率计定时器/计数器在数字频率计设计过程之初考虑了两种方案可选:方案一:脉冲宽度测量法将待测波形经相关电路转换成脉冲信号后,测量脉冲信号高电平持续时间,高电平持续时间的两倍就是信号的周期,测出周期就能计算出信号的频率。方案二:计算下降沿个数法将待测波形经相关电路转换成脉冲信号后,测量单位时间内(一般以1秒为位单位)脉冲下降沿的个数,这个就是信号的频率。下面就对这两种方案进行分别讨论:一、脉冲宽度测量法脉冲宽度进行测量法就是要实现对脉冲信号高电平的持续时间进行测量。该方法利用单片机定时器/计数器实现。下面就以51单片机为例加以说明。1、,此端子是外部中断0的输入端即INTO端,利用单片机的定时器/计数器的定时功能对输入到INTO端信号的高电平持续时间进行测定,计算出定时时间就是待测信号的脉冲宽度。此功能可以用单片机的定时器T0方式1实现。定时器/计数器T0方式1的逻辑图如图1所示:将图中C/-T=0,使信号接fosc的1/12,GATE位置1,TNTO接入待测信号,T0的初值为0,即TH0=TL0=0。定时器计满溢出后向单片机申请中断。如果中断被允许,则单片机就可以执行这个中断。在外接信号高电平持续时间内,T0可能发生多次中断,要通过软件将发生中断的次数进行记录,INTO端从高电平跳变为低电平时T0停止定时。脉冲的持续时间就是单片机多次溢出的耗时加上定时器溢出的耗时,总时间t为:t=(65536×溢出次数+TH0×256+TL0)×机器周期;待测信号的频率为:2、硬件电路51单片机作为核心构建的最小系统需要供电电路,复位电路、时钟电路和显示器件。供电电路为单片机系统+5V直流稳压电源。复位电路选择结构简单的上电复位。时钟电路选择内时钟模式,需要时钟端子外接12MHZ晶振和微调电容。显示器件选择常用的LCD1602提供显示。接入脉冲信号后的硬件电路结构如图2所示。二、计算下降沿个数法频率的定义为单位时间内完成周期性变化的次数。据此利用单片机的定时功能和计数功能实现在1S的时间内统计脉冲下降沿的个数。直接