与以往的方法相比,使用单片机频率计不仅具有体积小论文网,速度快的优点,而且测量范围宽,制作成本低的优点,传统的有很多功能是依赖硬件来完成的,比较复杂并且不易去实现,现在运用频率计的话就不用担心这个问题了,因为这个是通过软件编程来完成测量的,既方便又简单。不同的软件代码,单片机的频率计可以实现相应的功能,从而降低生产成本。
频率计的主要构成部分有四个:时基电路,输入电路,技术显示电路和控制电路。频率信号,方波脉冲宽度可以通过频率计来测量,用数字的方式直接体现频率,具有易于阅读的优点。频率计的主要功能是测量频率,这个功能对生产过程监控起到非常重要的作用,即能够察觉体系运转中的异常状况, 并且快速的对此作出反应处理。频率计的基本工作原理是,在一个特定的时间段T,该信号的频率F = N / T的信号数。先讨论测量周期,被测周期信号经过输入电路,它有放大、整形、微分的功能,信号经过这几步之后形成窄脉冲,然后再传送给主门的一个输入端。另一个输入是时基电路产生一个脉冲,当脉冲在这个时候打开主门,特定时期的窄脉冲,可以在这个时间顺利通过主门。从而再进行计数这个步骤,然后待测信号的频率就能在计数器上面清晰的显示出来了。内部控制电路顾名思义,就是用来实现各类测量功能间的切换,并且又能够实现测量设置。这里利用的是频率计的基本原理,简单的来说就是,用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟,比较测量其余信号的频率,计算每秒内的信号的脉冲数,然后就是可以说闸门时间是一秒。
2 系统总体设计
2.1 系统设计要求
本课题设计要求:
1.测量范围10HZ—2MHZ;
2.用四位数码管来显示测量值;
3.能够依据输入的信号自动切换量程;
4.可以测量方波、三角波以及正弦波等多种波形。
2.2 测频方法
定数采样或者叫定脉冲采样:在频率,速度和其他脉冲测量的过程当中,用采集指定的脉冲个数的方然后再和时间对比来得到频率、速度。这种方法实际上叫做测周法,即可以测量单脉冲的周期或者是总周期的脉冲数,分为这两种。
定时采样:在频率,速度和其他脉冲测量的过程当中,在某一时间,脉冲数,使脉冲的数量和一定的时间比较得到频率,速度。这种方法实际上叫做测频法,即测量单位时间内的脉冲数。
目前测量频率的方法主要有脉冲定时测频法、脉冲周期测频法、脉冲倍频测频法和脉冲分频测频法这四种。本文主要选用脉冲定时测频法和脉冲分频测频法这两种测频方法。
2.3 系统设计思路与框图
以52单片机为中心设计一种频率计,它分成放大整形电路、分频电路、多路选择器、单片机和显示电路等多个部分组成。这种频率计是主要利用AT89C52中的定时/计数器和中断系统等部分来进行测量的。为了使单片机能识别,在系统设计过程当中,放大整形电路起到把其他各类波形转化成矩形波的作用。多路数据选择器是用来选择输入信号。分频电路是达到拓展测量频率的范围,即能够让电路去测量频率更高的信号。单片机的功能是用来测量频率和切换量程等。最后频率值点的显示是通过显示电路。以AT89C52为核心制作的频率计它的外部采用的是十分频,这样子能够实现电路对10赫兹到2兆赫兹频率测量的要求,并且也可以实现量程的自动切换这个功能,并且通过四位数码管来显示频率值,再通过不同的LED发光二极管来显示频率值的单位。