9、蓝桥杯单片机之NE555(测量频率)

本文介绍了如何利用NE555芯片和单片机的定时器0进行方波频率测量,通过设定一个计数器作为脉冲计数器,另一个定时1秒,计算出一个脉冲周期,进而确定频率的计算方法。

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我们要测量NE555产生方波的频率需要用到两个定时器,一个作为计数器,一个作为定时器,开发板上已经引出来了排针,NET_SIG和P34用跳线帽相连即可,P34对应着单片机的定时器0,设置为计数模式,来一个脉冲计数加一;另外一个计数器定时1s,在这一秒内计数器所记的数值便是频率

一个脉冲周期=1/(计数器所记的值)

频率=1/(一个脉冲周期)

 

 

<think>嗯,用户问的是蓝桥杯单片机中如何用NE555测量频率。我需要先回忆一下NE555的基本工作原理,以及它在频率测量中的应用。首先,NE555通常被用作多谐振荡器,可以生成方波信号。在蓝桥杯单片机开发板中,可能通过NE555模块产生一定频率的方波,然后单片机需要测量这个频率。 接下来要考虑的是单片机如何测量频率。常用的方法有两种:测频法和测周法。测频法是在固定时间内计数脉冲的数量,适用于高频信号;测周法则是测量一个脉冲周期的时间,适用于低频信号。用户可能想知道这两种方法的具体实现步骤,以及如何在蓝桥杯的环境下应用。 然后需要结合蓝桥杯的比赛板子,可能使用的是STC15系列的单片机,比如IAP15F2K61S2。这类单片机有定时器和计数器功能,可以用来实现频率测量。比如,使用定时器0作为定时,定时1秒,同时使用定时器1作为计数器,统计外部脉冲的数量。这样在1秒内的脉冲数就是频率值。 另外,可能需要注意NE555的输出信号是否需要调理,比如是否需要分压或者整形,确保信号符合单片机的输入电平要求。同时,单片机的IO口模式设置,可能需要设置为输入模式,并可能使用外部中断或者计数器输入引脚。 用户可能还关心代码的结构,比如如何初始化定时器和计数器,如何计算频率,以及如何处理测量过程中的误差。需要给出具体的代码示例,但可能需要注意蓝桥杯比赛中是否对代码结构有特殊要求,比如必须使用特定的头文件或者函数。 另外,可能需要提到在测量过程中如何切换测频法和测周法,以覆盖更广的频率范围。例如,当频率较高时使用测频法,频率较低时使用测周法,以提高测量精度。 还需要考虑可能遇到的问题,比如信号抖动、噪声干扰,以及如何通过软件滤波(如多次测量取平均)来提高测量结果的稳定性。此外,定时器的精度和计数器的溢出处理也是需要注意的地方。 最后,需要验证整个方案的可行性,确保代码在蓝桥杯的开发板上能够正确运行,并且测量结果准确。可能还需要提醒用户在实际测试时调整NE555的电阻电容参数,以生成不同频率的信号进行测试。</think>在蓝桥杯单片机竞赛中,使用NE555测量频率的步骤如下: ### 一、硬件设计原理 1. **NE555电路配置** NE555需配置为**多谐振荡器模式**,其输出频率公式为: $$f = \frac{1.44}{(R_1 + 2R_2)C}$$ 其中$R_1$、$R_2$为电阻,$C$为电容。 2. **信号接入** 将NE555的输出引脚连接到单片机的**外部中断引脚**(如P3.2/INT0)或**定时器计数器输入引脚**(如P3.4/T0)。 ### 二、软件实现方法 #### 方法1:测频法(适合高频) 1. **定时器配置** - 定时器0:设为定时模式(如1秒) - 定时器1:设为计数模式,统计NE555脉冲 2. **代码框架** ```c void Timer0_Init() { // 1秒定时 AUXR |= 0x80; TMOD &= 0xF0; TL0 = 0xCD; TH0 = 0xD4; ET0 = 1; TR0 = 1; } void Timer1_Init() { // 计数器模式 TMOD &= 0x0F; TMOD |= 0x50; TR1 = 1; } unsigned int freq = 0; void Timer0_ISR() interrupt 1 { TR1 = 0; freq = TH1 << 8 | TL1; TH1 = TL1 = 0; TR1 = 1; } ``` #### 方法2:测周法(适合低频) 1. **外部中断配置** 通过测量相邻两个上升沿的时间差计算周期。 2. **代码片段** ```c unsigned long t1, t2, period; void INT0_ISR() interrupt 0 { t2 = (TH0 << 8) | TL0; period = t2 - t1; t1 = t2; TH0 = TL0 = 0; } ``` ### 三、关键注意事项 1. **信号整形** NE555输出需添加施密特触发器(如74HC14)消除抖动 2. **量程切换** 建议设置阈值(如10kHz),高频用测频法,低频用测周法 3. **误差处理** 可通过多次采样取平均(推荐8-16次)提高精度 ### 四、拓展优化 1. **动态显示** 使用数码管或LCD实时显示频率值 2. **自动量程** 根据测量值自动切换测频/测周模式 3. **频率换算** 添加单位自动切换(Hz/kHz) 建议结合官方提供的CT107D开发板原理图,验证硬件连接后再进行编程调试。实际比赛中需注意代码效率和测量精度之间的平衡。
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