频率测量威廉希尔官方网站 中的硬件设计

来源：罗姆半导体社区

近年来，随着电子信息产业的快速发展，频率信号测量在各个领域的应用越来越广泛。然而，以往由逻辑威廉希尔官方网站 和时序威廉希尔官方网站 设计的频率计一般测量的频率范围较小，运行速度较慢。基于单片机的频率测量威廉希尔官方网站 的方法介绍了就是被测频率信号通过放大器放大和处理，然后放大脉冲信号的形状和频率分裂，最后是衡量单片机处理器频率信号。

1 频率测量威廉希尔官方网站 的设计原理

频率测量威廉希尔官方网站 设计原则。第一个频率信号通过放大器放大处理，测量的脉冲信号放大整形、分频处理，然后由单片机控制通道选择器选择频率，所选频率信号进入单片机，最后使用单片处理器基于标准频率信号测量点后被测信号的频率。

2 频率测量威廉希尔官方网站 的硬件设计

基于测频威廉希尔官方网站 硬件的单片机设计主要由单片机、放大器整形威廉希尔官方网站 、分频威廉希尔官方网站 和显示威廉希尔官方网站 组成。

AT89C51 单片机是典型的 MCS-51 系列单片机，由于其优异的性能得到了广泛的应用。首先，程序写起来比较方便，这是因为单片机程序内存采用闪存。其次，芯片尺寸更小，整体威廉希尔官方网站 尺寸更小，功能更强大，性价比更高。该芯片包含 8kB 的准备写入只读存储器和 256B ram， 32 条 I/O 接口线，3 条 16 位定时 / 定时器，片上振荡器和时钟威廉希尔官方网站 。同时，8 位单片机的总线结构可以与 SA4828 完全兼容并直接连接。以 AT89C51 单片机作为频率测量威廉希尔官方网站 的控制核心，可以满足频率测量的要求。单片机可以采集测量信号，选择不同的频率输入，提供标准的测量信号，测量脉冲数，计算出测量信号的频率。因此，本设计基于 AT89C51 单片机的频率测量威廉希尔官方网站 。

在基于单片机的测频威廉希尔官方网站 设计中，放大器整形威廉希尔官方网站 由 3DG100、74LS00、2N3904 等高频晶体管组成。该放大器由晶体管和其他电子元件组成，放大输入频率信号，包括三角波、方波和正弦波。放大后，通过触发器整形对输出波形频率信号进行处理，输出矩形脉冲信号。

在设计基于单片机的频率测量威廉希尔官方网站 、分频模块主要用于扩大测量范围的频率测量威廉希尔官方网站 ，并进行分频处理收集被测频率信号，这有利于单一产品的频率测量机，也可以减少误差引起的系统测量频率。由于本设计选用的单片机型号为 AT89C51，故测频威廉希尔官方网站 设计采用 74LS161 分频 16，JK 触发器 512 分频设计。

在基于单片机的显示模块威廉希尔官方网站 的测频威廉希尔官方网站 设计中，显示威廉希尔官方网站 的动态显示部分采用四位共阳极数码管。为了保证频率值的显示清晰明亮，我们使用了 4 个 PNP 晶体管进行驱动，便于观察和测量。为了保证数码管显示清晰的数值，本设计增加了 74L246 来驱动数码管，方便了频率值的测量和调试。频率显示采用 8 位电子管，动态显示采用共阳极电子管 74LS246。

3. 频率测量威廉希尔官方网站 软件模块设计

3.1 主程序设计频率测量威廉希尔官方网站 系统软件设计采用模块化设计方法。整个测频系统主要由初始化模块、信号测频模块、量程转换模块和量值显示模块组成。基于单片机的频率测量威廉希尔官方网站 需要在每次测量前后对系统进行初始化。初始化过程主要是在单片机内部设置定时 / 计数器、工作寄存器等控制单元的工作模式。当系统开始测量频率时，单片机对寄存器进行计数，对测量到的频率信号进行计数。判断被测频率信号的有效位是否满足要求。如果没有，则继续测量，直到测量值满足要求，并将测量的频率值输出到威廉希尔官方网站 显示模块。测频威廉希尔官方网站 系统首先对高频信号进行分频处理，然后利用单片机对频率信号进行技术测量。对于低频信号，不需要分频处理，直接进行频率信号测量，不仅扩大了测频范围，而且提高了测频威廉希尔官方网站 的测量精度。

3.2 中断服务子程序设计时频率测量威廉希尔官方网站 、单片机定时器的定时状态，设置每 50 毫秒的时间，当中断时间大约 1 s 单片机产生标准信号，然后 T0 定时器计数模式，统计频率信号数，因为每一秒在启动和关闭定时器的开始和结束，因此定时器的统计数字和频率划分系数的乘积的测量频率值。

4 结论

随着科学技术的不断进步，频率测量在各个领域得到了广泛的应用。单片机应用广泛，控制功能强大，价格低廉。本文是基于单片机控制的频率测量威廉希尔官方网站 ，使用放大器塑造模块来处理测量信号，利用频分模块分频的频率信号，利用数字显示威廉希尔官方网站 显示频率测量的结果，真正实现数字化的频率测量，智能、自动化。本文设计的基于单片机的频率测量威廉希尔官方网站 具有整体结构简单、稳定性好、可靠性高、测量精度高、测量范围宽、响应速度快、使用方便、灵活等特点。

审核编辑黄昊宇