基于AT89C52的數字頻率計

劉坤香 孔會艷 張海峰

摘 要：頻率作為電子技術的最基本參數之一，其在電子技術中扮演的角色顯得尤為重要。因此頻率的測量也就更不能被忽視。為了實現智能化的計數測頻，本設計介紹一種以AT89C52單片機作為核心器件，另外還包括信號輸入、信號放大、信號選擇、時鐘提供、數據顯示等功能模塊的數字頻率計的設計方法。本次設計的數字頻率計的軟件部分利用C語言編寫程序，并采用模塊化的設計方法，使頻率的測量范圍有所提高。

關鍵詞：頻率計 51單片機 C語言 直接測頻法

0 引言

隨著現代科技的發展，頻率計作為一種最基本的測量儀器已經應用在我們社會生活中的各個方面，因為例如流量、溫度、位移、液位、振動、壓力、PH值、速度等許多物理量，都可以通過傳感器轉換成信號頻率，繼而可用數字頻率計來測量。數字頻率計有著操作簡便、測量精度高、數字顯示、速度快等特點，同時可與微處理器等相結合，實現測量儀器的多功能化、程控化和智能化。目前，基于數字式頻率計組成的各種測量儀器、實時監測系統、控制設備等已應用到國際民生的各個方面。

1數字頻率計概述

數字頻率計是計算機、通訊設備、音頻視頻等科研生產領域不可缺少的測量儀器。它的基本功能是測量方波信號及其他各種單位時間內變化的物理量。在進行模擬、數字電路的設計、安裝、調試過程中，由于其使用十進制數顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，經常要用到頻率計。

2基本原理

頻率為信號在單位時間內變化的次數，即當被測信號在特定時間段T內的周期個數為N時，則被測信號的頻率f=N/T。

測量頻率的方法有很多，按照其工作原理分為無源測頻法、比較法、示波器法和計數法等。在本設計中我們所采用和介紹的是計數法，計數法在實質上屬于比較法。

直接計數單位時間內被測信號的脈沖數，然后以數字形式顯示頻率值。這種方法測量精確度高、快速，適合不同頻率、不同精確度測頻的需要。電子計數器測頻有兩種方式：？直接測頻法，即在一定閘門時間內測量被測信號的脈沖個數；？間接測頻法，如周期測頻法。本設計中采用直接測量頻率的方法。

在一個測量周期過程中，被測周期信號在輸入電路中經過放大、整形、微分操作之后形成特定周期的窄脈沖，送到主門的一個輸入端。主門的另外一個輸入端為時基電路產生電路產生的閘門脈沖。在閘門脈沖開啟主門的期間，特定周期的窄脈沖才能通過主門，從而進入計數器進行計數，計數器的顯示電路則用來顯示被測信號的頻率值，內部控制電路則用來完成各種測量功能之間的切換并實現測量設置。

3硬件設計

本設計的數字頻率計以單片機AT89C52為核心，外接LED顯示模塊、放大整形模塊、最小單片機系統等，以此來實現對待測信號頻率的計數和結果顯示等功能，顯示結果為十進制數。其中放大整形模塊包括衰減器、跟隨器、放大器、施密特觸發器。它將正弦輸入信號Vx整形成同頻率方波Vo，幅值過大的被測信號經過分壓器分壓送入后級放大器，以避免波形失真。系統的整形電路由施密特觸發器組成，整形后的方波送到閘門以便計數。

4軟件設計

將待測信號經過放大整形后的波形送至單片機的T1計數器輸入口，打開定時器0，初始化定時器0，將單片機的內部定時器T0定時為1s，根據定時器的結構原理，若我們將單片機AT89C52的GATE位、TR0均設為‘1，INT0端輸人被測頻率信號，當被測信號的高電平到來時，開始計數；當被測信號的低電平到來時，計數器停止計數，此時TL0、TH0的數據就是相應的N值，即為該待測信號的頻率。再將頻率送至LED顯示模塊進行顯示。

5結束語

本文設計的基于AT89C52的數字頻率計，該設計可實現性強，操作簡單，測量精度高，測量速度快，且采用計數器的測量頻率方法，在今后數字電路的飛速發展和集成電路的普及過程中，也便于實現測量過程自動化。

參考文獻：

[1]許翔.51單片機的智能頻率計[R].機電工程學院：2010年6月.http：//www.doc88.com/p-4741932822095.html

[2]頻率計[DB/OL].https：//baike.so.com