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

ID:320678 · 發表于 2018-5-2 18:51

單片機頻率計 系統采用單片機+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值(最多8位數，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器如74HC290、74HC390等來實現時間計數單元的計數功能。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異步計數器，并每一計數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內部兩個計數器都用上，分別都設置成10計數器。

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.系統軟件設計

4.1系統軟件總體設計

4-1系統主流程圖

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:

//******************************************************************************************
//連接框圖： ___________________
// | P1.0 |->RS
// | P1.1 |->RW
// | P1.2 |->E
// | P0 |->DB
// | P3.4 |->1~9999hz的輸入
// | P3.5 |->1~9999KHZ輸入 (分頻后)
//******************************************************************************************
#include <reg52.h>
unsigned long int fre;
unsigned char time;
unsigned int count;
unsigned int count1;
//端口及函數說明----------------------------------------------------------------------------
sbit LCD_RS=P1^0; //片選信號
sbit LCD_RW=P1^1; //讀寫信號
sbit LCD_E=P1^2; //使能信號
#define LCD_DB P0 //數據信號
unsigned char character[10]={0};//在屏幕上顯示的字符串
unsigned char character_1[]={"fre= Hz"};
unsigned char FLAG = 0;
void LCD_init(void);//初始化函數
void LCD_write_command(unsigned char command);//寫指令函數
void LCD_write_data(unsigned char dat);//寫數據函數
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)
void delay_n40us(unsigned int n);//延時函數
void timer_init(); //中斷初始化函數
//-------------------------------------------------------------------------------
void delay_n40us(unsigned int n) //延時函數
{
unsigned int i;
unsigned char j;
for(i=n;i>0;i--)
for(j=0;j<2;j++);
}
void delay_1s()
{
unsigned int i,j;
for(i = 0;i<100;i++)
for(j = 0;j<1000;j++);
}
void LCD_init(void) //液晶初始化函數
{
LCD_write_command(0x38);//設置8位格式，2行，5x7
LCD_write_command(0x38);//設置8位格式，2行，5x7
LCD_write_command(0x38);//設置8位格式，2行，5x7 切記要寫三遍！！！！
LCD_write_command(0x0c);//整體顯示，關光標，不閃爍
LCD_write_command(0x06);//設定輸入方式，增量不移位
LCD_write_command(0x01);//清除屏幕顯示
delay_n40us(100);//清屏延時
}
void LCD_write_command(unsigned char dat) //寫命令函數
{
LCD_DB=dat;
LCD_RS=0;//指令
LCD_RW=0;//寫入
LCD_E=1; //使能
LCD_E=0;
delay_n40us(1);//寫命令延時
}
void LCD_write_data(unsigned char dat) //寫數據函數
{
LCD_DB=dat;
LCD_RS=1;//數據
LCD_RW=0;//寫入
LCD_E=1;//使能
LCD_E=0;
delay_n40us(1); //寫數據延時
}
void LCD_disp_char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat)//顯示一個字符
{
unsigned char address;
if(y==1)
address=0x80+x; //顯示在第一排的時候的x的地址
else
address=0xc0+x; //顯示在第二排的時候的x的地址
LCD_write_command(address); //輸入地址
LCD_write_data(dat); //輸入數據
}
void LCD_disp_num(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat)//顯示一個數字
{
unsigned char address;
if(y==1)
address=0x80+x; //顯示在第一排的時候的x的地址
else
address=0xc0+x; //顯示在第二排的時候的x的地址
LCD_write_command(address); //輸入地址
LCD_write_data(dat+48); //輸入數據
}
void dis_num(void)
{
unsigned char i=0,j=0,k=0;
LCD_write_command(0x01);//清除屏幕顯示
character[0] = fre/1000000;
character[1] = fre/100000%10;
character[2] = fre/10000%10;
character[3] = fre/1000%10;
character[4] = fre/100%10;
character[5] = fre/10%10;
character[6] = fre%10;
character[7] = 'H';
character[8] = 'z';
for(i = 0;i<4;i++) //顯示fre
{
LCD_disp_char(i+0,1,character_1[i]);
}
for(i = 0;i<10;i++) //判斷第一個不為0的數
{
if(character[i]!=0)
break;
}
k = 10-i-2;
for(j = 0;j<k;j++) //顯示所有的數字
{
LCD_disp_num(4+j,1,character[i++]);
}
for(i = 5;i<7;i++) //顯示Hz
{
LCD_disp_char(j+4,1,character_1[i]);
j++;
}
}
void main()
{
unsigned char i;
LCD_init();
timer_init(); //定時/計數器初始化
for(i = 0;i<4;i++)
{
LCD_disp_char(i+0,1,character_1[i]);
}
while(1)
{
dis_num(); //顯示
delay_1s();
}
}
void timer_init(void) //定時/計數器初始化
{
TMOD=0x66; //計數器0工作工作方式2，自動重裝初值
TH0=0; //計數器初值為0
TL0=0;
TR0=1; //計數器開始計數
ET0=1; //打開計數器0中斷
TH1=0; //計數器初值為0
TL1=0;
TR1=1; //計數器開始計數
ET1=1; //打開計數器0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將會在中斷產生時自動使TH2=RCAP2H,TL2=RCAP2L。
TH2=RCAP2H; //12M晶振下每次中斷62.5ms
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
}
//----------------------------------------------------------------
void timer2(void) interrupt 5 //定時器2中斷(62.5ms)
{
double temp;
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0
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
FLAG = 0;
if(fre<2000)//200K之后讀取分頻后的頻率
{
fre = (long)count1*256+TL0;
FLAG = 1;
}
count=0; //清零計數器0計數
count1=0;
EA=1; //開中斷
}
}
//----------------------------------------------------------------
void timer0(void) interrupt 1 //計數器0中斷
{
count++;
}
//----------------------------------------------------------------
void timer1(void) interrupt 3 //計數器1中斷
{
count1++;
}
……………………
…………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: 996)

ID:419299 · 發表于 2018-11-2 14:02

資料配套齊全，很有參考價值。

ID:65956 · 發表于 2018-11-27 11:50

很不錯，收藏了

ID:324142 · 發表于 2018-12-10 11:02

下載打開根本是亂碼，一點用都沒有

ID:443340 · 發表于 2018-12-10 15:06

新手來看看

ID:272625 · 發表于 2018-12-11 01:27

資料非常全,很好,感謝樓主分享！

ID:195887 · 發表于 2018-12-13 21:39

贊一個

ID:68189 · 發表于 2019-3-29 16:52

已經下載了資料,很不錯很有學習價值!謝謝.

ID:336842 · 發表于 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

ID:442911 · 發表于 2019-4-14 22:21

感謝樓主分享

ID:501358 · 發表于 2019-4-18 10:19

謝謝分享

ID:501358 · 發表于 2019-4-18 10:28

感謝樓樓

ID:552029 · 發表于 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。

ID:399179 · 發表于 2019-5-31 21:26

感謝樓主分享，有時間做個！

ID:656668 · 發表于 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

ID:661037 · 發表于 2019-12-31 16:47

很給力

ID:661037 · 發表于 2020-1-2 14:11

很不錯喲

ID:702610 · 發表于 2020-3-4 22:50

能幫我設計一下嗎？

ID:196787 · 發表于 2020-3-10 22:16

資料非常全,很好,感謝樓主分享！

ID:724058 · 發表于 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

ID:736675 · 發表于 2020-5-4 18:44

謝謝樓主

ID:159857 · 發表于 2020-5-14 21:38

很不錯，收藏了

ID:712295 · 發表于 2020-5-17 13:41

樓主怎么計算這個頻率計能測多少頻率范圍？？？

ID:759316 · 發表于 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

ID:739368 · 發表于 2020-6-13 15:16

很實用的資料，棒棒噠�。�！

ID:302325 · 發表于 2020-6-17 09:03

好資料，51黑有你更精彩!!!

ID:774633 · 發表于 2020-6-18 08:37

正想學習這方面，謝謝分享

ID:628703 · 發表于 2020-7-2 22:14

超好的東西，收藏慢慢學！

ID:517951 · 發表于 2020-11-15 17:32

不錯，值得學習。51hei有你更精彩�。�

ID:362333 · 發表于 2021-1-26 14:31

很不錯，收藏了

ID:691287 · 發表于 2021-3-9 07:18

不錯不錯，正好想學習一下頻率計。

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