频率计的设计报告(含详细原理,流程图,c语言程序,proteus图等)

学校名称:合肥工业大学

队员姓名:田中贺，汤旭，梁植程，黄传帮，杨骜，刘伟，王佩，徐国瑞，周冀，王槐铭，贾根发，陈明，林仁斌，张卫强

2012年7月10日

基于52单片机的频率计

摘要：以A TMEL单片机为核心，利用单片机的外部中断、定时器的计数模式和定时器的功能对信号发生器产生的脉冲频率进行计数。且可以根据频率的不同，单片机控制选择测周法或者测频法对产生的脉冲波形进行计数，以进行更加精确的频率测量。而且可以通过按键来进行频率测量方法的选择。

关键字：A T89s52，外部中断、定时器的计数模式和定时器，测周法、测频法。

设计题目及要求：

（1）:被测频率fx小于110Hz采用测周法，显示频率XXX。XXX；fx大于110Hz采用测频法，显示频率XXXXXX；

（2）:可利用键盘分段测量和自动分段测量；

（3）:可完成单脉冲测量，输入脉冲宽度范围是100微秒--0.1秒；

（4）:自由发挥其他功能.

（5）:要求有单片机硬件系统框图，电路原理图，软件流程图

一、原理：

1基本设计原理

运用单片机TO,T1计数功能来完成对输入信号的计数。其T1为

计数器，T1为计时器。

为T1装入初值19466，定时300ms，重复20次即为1s，与此同时将同时计数的T0里的值取出，即为该频率信号1s的频率示数

2系统主要功能

利用单片机的T0,T1计数定时器功能，来完成对输入信号进行率计数，计数结果通过8位动态数码管显示出来，。

特点1，由开关控制启动。

特点2，可利用键盘分段测量和自动分段测量；

特点3，可以多次测量，自动刷新 1s一次。

特点4，使用溢出标志T0count，防止20ms内计数超过65536次的频率信号溢出造成的示数错误

3.系统原理框图：

二频率计的硬件结构设计

1单元电路

（1）单片机电路：

（2）矩阵键盘

（3）数码管显示

（4）排阻（用于提高P0口电位）

（5）模拟的信号发生器：

2

原理

选择AT89S52单片机芯片，选用两位8段共阴极LED数码管实现频率显示，利用8279作I/O口扩展，连接数码管。通过定时器1计时方式，定时器0计数方式，定时每秒钟对外部频率计数，把计数值在数码管上显示

四、软件设计

1 程序流程图

2程序设计：

/**********************************************

*器件名：频率器；

*设计要求1:被测频率fx小于110Hz采用测周法，显示频率XXX。XXX；fx大于110Hz 采用测频法，显示频率XXXXXX；

*设计要求2:可利用键盘分段测量和自动分段测量；

*设计要求3:可完成单脉冲测量，输入脉冲宽度范围是100微秒--0.1秒；

*设计要求4:自由发挥其他功能.

*设计要求5:要求有单片机硬件系统框图，电路原理图，软件流程图。

*功能说明：频率计，利用T0计数模式测频率

*接线说明：P2控制位选，P1控制段选

**********************************************/

#include

#define S P2

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uint temp0,temp1,m,n,k,wei,num,t;

unsigned long int temp;

unsigned long int count;

uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7f,0x6f,0x00}; //共阳数码管

/*延时*/

void delay(unsigned char delaytime)

{

while(delaytime--);

}

/*数码管显示函数*/

void display()

{

S=0xfe;delay(5);P1=table[temp1/1000];delay(500);

S=0xfd;delay(5);P1=table[temp1/100%10];delay(500);

S=0xfb;delay(5);P1=table[temp1/10%10];delay(500);

S=0xf7;delay(5);P1=table[temp1%10];delay(500);

S=0xef;delay(5);P1=table[temp0/1000];delay(500);

S=0xdf;delay(5);P1=table[temp0/100%10];delay(500);

S=0xbf;delay(5);P1=table[temp0/10%10];delay(500);

S=0x7f;delay(5);P1=table[temp0%10];delay(500);

}

/*数码管显示函数1*/

void display1()

{

S=0xfe;delay(5);P1=~0x40;delay(500);

S=0xfd;delay(5);P1=~0x40;delay(500);

S=0xfb;delay(5);P1=~0x40;delay(500);

S=0xf7;delay(5);P1=~0x40;delay(500);

S=0xef;delay(5);P1=~0x40;delay(500);

S=0xdf;delay(5);P1=~0x40;delay(500);

S=0xbf;delay(5);P1=~0x40;delay(500);

S=0x7f;delay(5);P1=~0x40;delay(500);

}

//---------------------初始化-------------------------------//

void inital()

{

TMOD=0x15;//字节寻址，00010101，T1 16位定时器（T0、T1定时模式，对内部机器周期计数），T0 16位计数器 (T0、T1计数模式，对外部脉冲计数) TH1=(65535-1000)/256;

//C/T置0则用作定时器（从内部系统时钟输入），置1则用作计数器（从T0/P3^4脚输入）

TL1=(65535-1000)%256;

////C/T置0则用作定时器（从内部系统时钟输入），置1则用作计数器（从T0/P3^5脚输入）

TH0=0;

TL0=0;

ET1=1; //开启定时器1中断，中断允许标志位

TR1=1; // 开启定时器1，中断运行控制位

ET0=1; //开启定时器/计数器0中断，中断允许标志位

TR0=1; // 开启定时器/计数器0，中断运行控制位

IT0=1; //边沿触发方式

EX0=0; //外部中断0允许位

EA=1; //开启CPU中断

}

//------------------键盘扫描-----------------------------//

void keyscan()

{

P0=0xfe; //检测第一行

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0) //初始列置高电平，行置底电平

{

delay(5);//消抖

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{ //确认按键按下

temp=P1;

switch(temp)

{

case 0xee:num=7;

break;

case 0xde:num=8;

break;

case 0xbe:num=9;

break;

case 0x7e:

break;

}

while(temp!=0xf0)

{

temp=P0; //检验是否释放

temp=temp&0xf0;

}

}

}

P0=0xfd; //检测第二行

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

delay(5);

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

temp=P0;

switch(temp)

{

case 0xed:num=4;

break;

case 0xdd:num=5;

break;

case 0xbd:num=6;

break;

case 0x7d:

break;

}

while(temp!=0xf0)

{

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

}

}

}

P0=0xfb; //检测第三行temp=P0;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

delay(5);

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

temp=P0;

switch(temp)

{

case 0xeb:num=1;

break;

case 0xdb:num=2;

break;

case 0xbb:num=3;

break;

case 0x7b:

break;

}

while(temp!=0xf0)

{

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

}

}

}

P0=0xf7; //检测第四行

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

delay(5);

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

temp=P0;

switch(temp)

{

case 0xe7:

break;

case 0xd7:num=0;

break;

case 0xb7:

break;

case 0x77:

break;

}

while(temp!=0xf0)

{

temp=P0;

temp=temp&0xf0;

}

}

}

}

void main()

{

inital();

while(1)

{

keyscan();

if(num==2&&EX0!=0) //测频法

{

EX0=0;

TR1=1;

TR0=1;

count=0;

}

if(num==1) //测周法

{

EX0=1;

TR0=0;

}

display();

}

}

//-----------------测周法--------------//

void exter0() interrupt 0

{

n++;

if(n==1) //开始计时

{

TH1=(65535-1000)/256;

TL1=(65535-1000)%256;

TR1=1;

}

if(n==2) //停止计时

{

TR1=0;

temp=1000/(count+1);

temp1=temp/10000;

temp0=temp%10000;

t++;

if(temp0>111&&t>10) //选择测频法

{

while(num!=2)

{

keyscan();

display1();

}

t=0;

}

count=0;

n=0;

}

}

//---------------------计数----------------------------// void count0() interrupt 1

{

m++;

TH0=0;

TL0=0;

}

//---------------------定时-----------------------------// void timer1() interrupt 3

{

TH1=(65535-50000)/256;

TL1=(65535-50000)%256;

if(num==1||num==2)

count++;

if(num==1) //测周法

{

TH1=(65535-1000)/256;

TL1=(65535-1000)%256;

k++ ;

if(k==1) //防止TR1不断置0

{

EX0=1;

TR1=0;

TR0=0;

}

}

if(count==20&&num==2) //测频法

{

count=0;

temp=m*65535+TH0*256+TL0;

if(temp>=110)

{

temp1=temp/10000;

temp0=temp%10000;

m=0;

TH0=0;

TL0=0;

}

else //选择测周法

{

while(num!=1)

{

keyscan();

display1();

}

}

}

}

附录：

1.参考文献：

[1] 杜洋工作室https://www.360docs.net/doc/5f14913988.html,

[2] 21IC论坛

[3] 谭浩强《C语言程序设计第二版》清华大学

[4] 合肥工业大学电子创新实验室https://www.360docs.net/doc/5f14913988.html, 2．总电路图