基于51单片机制作频率计-测脉冲数法

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目录

一、频率计简介

1.1频率计概述

1.2频率计组成

1.3频率计原理

1.4测量原理

二、仿真设计

2.1频率计仿真

2.2仿真展示

三、软件程序设计

3.1主程序程序设计

3.2定时器初始化程序设计

3.3中断程序设计

3.4计数程序设计

3.5数码管程序设计

四、提高测量精度

4.1结果展现

4.2测量误差

4.3提高精度

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一、频率计简介

1.1频率计概述

数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等各领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高等因素，经常要用到频率计。

1.2频率计组成

本文频率计为简易基础版，由定时器1中断服务模块、计数器0计数模块、数码管显示模块和主程序模块四个部分组成。

1.3频率计原理

本文频率计时钟频率为12MHZ，测量的脉冲频率可以自调。频率计以at89c51为核心，利用内部自带的定时器和计数器。每个at89c51内部自带2个定时器/计数器，可以通过编程方法来完成定时器和计数器的工作，让定时器每1ms中断一次，时间累加到1s时，暂停计数，TR0=0,每次定时器进入中断时，暂时关闭定时器1，能有效防止中断还没结束，下一个中断就来执行的情况，提高测量的精度，同时计数器T0计数，利用高8位TH0和低8位TL0计算出1s内的脉冲数/频率。

1.4测量原理

测量频率有两种方法，一个叫计数测量法（测量1s内脉冲数），另一种叫测量周期法（利用定时器测量周期，再利用f=1/T求出频率）。

前者适用于高频测量，后者适用于低频测量。

本文采用计数测量法。

计数测量法如何计算频率？

频率f定义：单位时间内的脉冲数。

在t时间内测量到N个脉冲，则频率f=N/t，特殊情况下（t=1s），f=N。

如下图（定时器T0定时累加1s），f=50hz，则频率f=脉冲数N=1s/0.02s=50。

二、仿真设计

2.1频率计仿真

如图所示，是在proteus软件频率计的仿真。由于要测量1s内的脉冲数，所以要接计数器T0的引脚INT0。

2.2仿真展示

数码管线码a、b、c、d、e、f、g、DP接P0，由于P0口电流过小，驱动能力不足，所以一定要接排阻respack-8提高驱动能力，至于74HC245芯片也是提高驱动能力的，可以不用。而段码接到P2低4位。频率计接到计数器T0引脚INT0。

以上是我自己接的，大家也可以接其他引脚。

三、软件程序设计