单片机频率计电路

㈠ 怎么使用单片机的定时计数器,实现最简单的对外部信号进行测频,试画出电路图并

CPU时序的有关知识
振荡周期：为单片机提供定时信号的振荡源的周期（晶振周期或外加振荡周期）

状态周期：2个振荡周期为1个状态周期，用S表示。振荡周期又称S周期或时钟周期。

机器周期：1个机器周期含6个状态周期，12个振荡周期。

指令周期：完成1条指令所占用的全部时间，它以机器周期为单位。

例如：外接晶振为12MHz时，51单片机相关周期的具体值为：
振荡周期=1/12us;
状态周期=1/6us;
机器周期=1us;
指令周期=1~4us;
在学习定时器之前需要明白的
51单片机有两组定时器/计数器，因为既可以定时，又可以计数，故称之为定时器/计数器。

定时器/计数器和单片机的CPU是相互独立的。

定时器/计数器工作的过程是自动完成的，不需要CPU的参与。

51单片机中的定时器/计数器是根据机器内部的时钟或者是外部的脉冲信号对寄存器中的数据加1。

有了定时器/计数器之后，可以增加单片机的效率，一些简单的重复加1的工作可以交给定时器/计数器处理。CPU转而处理一些复杂的事情。同时可以实现精确定时作用。

定时/计数器的工作原理
定时/计数器实质上是一个加1计数器。它随着计数器的输入脉冲进行自加1，也就是每来一个脉冲，计数器就自动加1，,当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使相应的中断标志位置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。

可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。

51单片机定时器结构
定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器THx和TLx组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。

定时/计数器的控制
51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断申请。

1、工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：

GATE是门控位, GATE＝0时，用于控制定时器的启动是否受外部中断源信号的影响。只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；

GATA＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚INT0/1也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件，加上了INT0/1引脚为高电平这一条件。

C/T :定时/计数模式选择位。C/T ＝0为定时模式;C/T =1为计数模式。

M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式。

2、控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控

制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下：

TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。

TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。

TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。

TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。

定时/计数器的工作方式
1、方式0

方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。

定时器模式时有:N＝t/ Tcy

计数初值计算的公式为：X=2^13－N。

定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。

计数模式时，计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。

门控位GATE具有特殊的作用。当GATE=0时，经反相后使或门输出为1，此时仅由TR0控制与门的开启，与门输出1时，控制开关接通，计数开始；当GATE=1时，由外中断引脚信号控制或门的输出，此时控制与门的开启由外中断引脚信号和TR0共同控制。当TR0=1时，外中断引脚信号引脚的高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。

2、方式1

方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位，TH0

作为高8位，组成了16位加1计数器 。

计数个数与计数初值的关系为：X=2^16－N

3、方式2

方式2为自动重装初值的8位计数方式。

计数个数与计数初值的关系为：X=2^8－N

工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。

4、方式3

方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数。

工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。

使用定时器，该做哪些工作
初始化程序应完成如下工作：

1.对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。
2.计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。
3.中断方式时，则对EA赋值，开放定时器中断。
4.使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。
计数器初值的计算：

机器周期也就是CPU完成一个基本操作所需要的时间。

机器周期=1/单片机的时钟频率。

51单片机内部时钟频率是外部时钟的12分频。也就是说当外部晶振的频率输入到单片机里面的时候要进行12分频。比如说你用的是12MHZ的晶振，那么单片机内部的时钟频率就是12/12MHZ，当你使用12MHZ的外部晶振的时候。机器周期=1/1M=1us。

而我们定时1ms的初值是多少呢，1ms/1us=1000。也就是要计数1000个数，初值=65535-1000+1（因为实际上计数器计数到64536才溢出）=64536=FC18H

定时器中断
使用定时器，该做哪些工作

初始化程序应完成如下工作：

对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。

计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。

中断方式时，则对EA赋值，开放定时器中断。

使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。

㈡ 单片机课程设计数字频率计

数码管台古老了，你用这个吧，看着还稍微有点可以，代码和电路都给你了，没有做不出来的理由，有问题加我QQ11422376745

#include "d:c51 eg51.h"

#include "d:c51intrins.h"

sbit LCM_RS=P3^0;

sbit LCM_RW=P3^1;

sbit LCM_EN=P3^7;

#define BUSY 0x80 //常量定义

#define DATAPORT P1

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define L 50

uchar str0[16],str1[16],count;

uint speed;

unsigned long time;

void ddelay(uint);

void lcd_wait(void);

void display();

void initLCM();

void WriteCommandLCM(uchar WCLCM,uchar BusyC);

void STR();

void account();

/*********延时K*1ms,12.000mhz**********/

void int0_isr(void) interrupt 0 /*遥控使用外部中断0,接P3.2口*/

{

unsigned int temp;

time=count;

TR0=0;

temp=TH0;

temp=((temp << 8) | TL0);

TH0=0x3c;

TL0=0xaf;

count=0;

TR0=1;

time=time*50000+temp;

}

void time0_isr(void) interrupt 1 /*遥控使用定时计数器1 */

{

TH0 =0x3c;

TL0 =0xaf;

count++;

}

void main(void)

{

TMOD=0x01; /*TMOD T0选用方式1(16位定时) */

IP|=0x01; /*INT0 中断优先*/

TCON|=0x11; /*TCON EX0下降沿触发,启动T0*/

IE|=0x83;

TH0=0x3c;

TL0=0xaf;

initLCM();

WriteCommandLCM(0x01,1); //清显示屏

for(;;)

{

account();

display();

}

}

void account()

{

unsigned long a;

if (time!=0)

{

a=L*360000000/time;

}

speed=a;

}

void STR()

{

str0[0]='S';

str0[1]='p';

str0[2]='e';

str0[3]='e';

str0[4]='d';

str0[5]=' ';

str0[6]=(speed%100000)/10000+0x30;

str0[7]=(speed%10000)/1000+0x30;

str0[8]=(speed%1000)/100+0x30;

str0[9]='.';

str0[10]=(speed%100)/10+0x30;

str0[11]=speed%10+0x30;

str0[12]='k';

str0[13]='m';

str0[14]='/';

str0[15]='h';

}

void ddelay(uint k)

{

uint i,j;

for(i=0;i<k;i++)

{

for(j=0;j<60;j++)

{;}

}

}

/**********写指令到LCD子函数************/

void WriteCommandLCM(uchar WCLCM,uchar BusyC)

{

if(BusyC)lcd_wait();

DATAPORT=WCLCM;

LCM_RS=0; /* 选中指令寄存器*/

LCM_RW=0; // 写模式

LCM_EN=1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

LCM_EN=0;

}

/**********写数据到LCD子函数************/

void WriteDataLCM(uchar WDLCM)

{

lcd_wait( ); //检测忙信号

DATAPORT=WDLCM;

LCM_RS=1; /* 选中数据寄存器 */

LCM_RW=0; // 写模式

LCM_EN=1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

LCM_EN=0;

}

/***********lcd内部等待函数*************/

void lcd_wait(void)

{

DATAPORT=0xff; //读LCD前若单片机输出低电平,而读出LCD为高电平,则冲突,Proteus仿真会有显示逻辑黄色

LCM_EN=1;

LCM_RS=0;

LCM_RW=1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

while(DATAPORT&BUSY)

{ LCM_EN=0;

_nop_();

_nop_();

LCM_EN=1;

_nop_();

_nop_();

}

LCM_EN=0;

}

/**********LCD初始化子函数***********/

void initLCM( )

{

DATAPORT=0;

ddelay(15);

WriteCommandLCM(0x38,0); //三次显示模式设置，不检测忙信号

ddelay(5);

WriteCommandLCM(0x38,0);

ddelay(5);

WriteCommandLCM(0x38,0);

ddelay(5);

WriteCommandLCM(0x38,1); //8bit数据传送，2行显示，5*7字型，检测忙信号

WriteCommandLCM(0x08,1); //关闭显示，检测忙信号

WriteCommandLCM(0x01,1); //清屏，检测忙信号

WriteCommandLCM(0x06,1); //显示光标右移设置，检测忙信号

WriteCommandLCM(0x0c,1); //显示屏打开，光标不显示，不闪烁，检测忙信号

}

/****显示指定坐标的一个字符子函数****/

void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData)

{

Y&=1;

X&=15;

if(Y)X|=0x40; //若y为1（显示第二行），地址码+0X40

X|=0x80; //指令码为地址码+0X80

WriteCommandLCM(X,0);

WriteDataLCM(DData);

}

/*******显示指定坐标的一串字符子函数*****/

void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData)

{

uchar ListLength=0;

Y&=0x01;

X&=0x0f;

while(X<16)

{

DisplayOneChar(X,Y,DData[ListLength]);

ListLength++;

X++;

}

}

void display()

{

STR();

DisplayListChar(0,0,str0);

DisplayListChar(0,1,str1);

}

㈢ 51单片机的数字频率计

本应用系统设计的目的是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识，以及查阅资料，培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。全能提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。

1.1数字频率计概述
数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产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正弦信号，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，显示直观，经常要用到频率计。
本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602A LCD显示器动态显示6位数。测量范围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1us,10us,100us,1ms。用单片机实现自动测量功能。
基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。
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1.2频率测量仪的设计思路与频率的计算

图1 频率测量原理图

频率测量仪的设计思路主要是：对信号分频，测量一个或几个被测量信号周期中已知标准频率信号的周期个数，进而测量出该信号频率的大小，其原理如右图1所示。

若被测量信号的周期为，分频数m1，分频后信号的周期为T，则：T=m1Tx 。由图可知： T=NTo
（注：To为标准信号的周期，所以T为分频后信号的周期，则可以算出被测量信号的频率f。）
由于单片机系统的标准频率比较稳定，而是系统标准信号频率的误差，通常情况下很小；而系统的量化误差小于1，所以由式T=NTo可知，频率测量的误差主要取决于N值的大小，N值越大，误差越小，测量的精度越高。

1.3 基本设计原理

基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以测量周期的方法对正弦波、方波、三角波的频率进行自动的测量。
所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内

㈣ 单片机频率计

1．实验任务

利用51单片机的T0、T1的定时计数器功能，来完成对输入的信号进行频率计数，计数的频率结果通过8位动态数码管显示出来。要求能够对0－250KHZ的信号频率进行准确计数，计数误差不超过±1HZ。

2．电路原理图

见插图

3.程序设计内容

（1）．定时/计数器T0和T1的工作方式设置，由图可知，T0是工作在计数状态下，对输入的频率信号进行计数，但对工作在计数状态下的T0，最大计数值为fOSC/24，由于fOSC＝12MHz，因此：T0的最大计数频率为250KHz。对于频率的概念就是在一秒只数脉冲的个数，即为频率值。所以T1工作在定时状态下，每定时1秒中到，就停止T0的计数，而从T0的计数单元中读取计数的数值，然后进行数据处理。送到数码管显示出来。

（2）．T1工作在定时状态下，最大定时时间为65ms，达不到1秒的定时，所以采用定时50ms，共定时20次，即可完成1秒的定时功能。

4．C语言源程序

/******************************************************************************

*定时器+计数器测频

*

*file:frequency.c

*name:zhzhchang

*time:2010.3.17

*V1.0

*blog:http://blog.csdn.net/zhzht19861011

*Nots:本程序定义6个数码管,经过实测,在200HZ~50KHZ时结果较准确,误差小于0.4%,

*50KHZ以上频率未进行测量.据资料表明,可以测量到120KHZ,本程序未证明.

*********************************************************************************/

#include<reg52.h>

bitint_flag;//定时器01S到标志位

unsignedcharvolatileint_count;//定时器0中断次数

unsignedcharvolatileT1count;//定时器1中断次数

unsignedcharcodedofly[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//显示段码值0123456789

unsignedlongsum;//1S内脉冲总个数

unsignedcharled[6];//LED显示缓存

///////////////软件延时/////////////

voiddelay(unsignedintcnt)

{

while(--cnt);

}

///定时器0初始化

voidinit_t0(void)

{

TMOD=(TMOD&0xF0)||0x01;//定时器0工作于方式1

TH0=(65536-50000)/256;//定时50ms

TL0=(65535-50000)%256;

}

//定时器1初始化

voidinit_t1(void)

{

TMOD=(TMOD&0x0F)|0x50;//timer1forcount

TH1=0x00;

TL1=0x00;

}

//显示

voiddisp(void)

{

unsignedchari;

for(i=0;i<6;i++)

{

P0=dofly[(led[i])];//取显示数据

P2=5-i;//取段码

delay(100);//扫描间隙延时,根据单片机调整,延时1ms即可

}

}

///////////////////////////////////////////////////////

voidmain(void)

{

EA=1;//开总中断

init_t0();//初始化定时器

init_t1();

TR0=1;//定时器开始工作

TR1=1;

ET0=1;//开T0中断

while(1)

{

if(int_flag==1)

{

int_flag=0;

sum=TL1+TH1*256+T1count*65536;//计算1秒内的脉冲个数

//以下将数据格式化,转成LED可显示的BCD码

led[0]=sum%10;//最低位

sum=sum/10;

led[1]=sum%10;//第二位

sum=sum/10;

led[2]=sum%10;

sum=sum/10;

led[3]=sum%10;

sum=sum/10;

led[4]=sum%10;

led[5]=sum/10;

int_count=0x00;

T1count=0;

TH1=0x00;

TL1=0x00;

TR1=1;

}

disp();

}

}

//定时器0中断服务程序

voidint_t0(void)interrupt1

{

TH0=(65535-50000)/256;

TL0=(65535-50000)%256;

int_count++;

if(int_count==20)

{

TR1=0;

int_flag=1;

int_count=0x00;

}

}

//定时器1中断服务程序

voidint_t1(void)interrupt3

{

T1count++;

}

别说你的设计要求用汇编啊！！！

不过既然是课程设计，我这个只是给你参考，你自己一定要弄懂，变成自己的。我实测过，程序没问题，但用到你的硬件上可能需要改一下，因为你的硬件数码管不一定和我的硬件接法一样，但整体思路我都给你了。

㈤ 51单片机电子频率计

建议你去"幸福校园"看看 里面有些样子 你可以参考
前言
传统的数字频率计都是采用纯硬件方式组成（纯数字电路）。它的集成电路（IC）用量较大，因而产品的体积、功耗都较大，生产成本较高。产品定型后不能升级（加入新功能）。而采用单片机和相关可编程智能集成器件制成的现代数字频率计方式情况就不同了，单片机的内核CPU可完成多项工作如计数、读入、译码、驱动和时基的产生等。和纯硬件方式比，它减少了很大一部分的集成电路的用量，还可加入许多的智能操作，这更是纯硬件方式所望尘莫及的。
目前市场上的频率计产品很多,但基本上都是采用专用计数芯片(如ICM7240 , ICM7216) 和数字逻辑电路组成，由于这些芯片本身的工作频率不高(如ICM7240 仅有15MHz 左右) ,从而限制了产品的工作频率的提高, 远不能达到在一些特殊的场合需要测量很高的频率的要求，而且测量精度也受到芯片本身极大的限制。
自从80年代单片机引入我国之后，单片机已广泛地应用于各行各业的电子设计中，使频率计智能化水平在广度和深度上产生了质的飞跃,数字化也成为了电子设计的必由之路. 运用单片机和高速计数器的组合设计频率计,并采用适当的算法取代传统电路，次方法不仅能解决传统频率计结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端，而且性能也将大有提高,可实现精度较高、等精度和宽范围频率计的要求;随着单片机技术的不断发展，可以用单片机通过软件设计直接用十进制数字显示被测信号频率。本设计正是基于此技术进行的传统频率计技术改进。

㈥ 单片机频率计

测频法，用T0计时，T1计数。
#include <reg52.H>
#include <intrins.h>
void Delay_nus(unsigned int n);
unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
unsigned char T1count;
unsigned char timecount;
unsigned int x;

void main(void)
{
TMOD=0x51; //定时器工作方式
TH0=0x4c; //装入初值，延时50ms 11.059326MHz
TL0=0;
TH1=TL1=0;
IP=0x02;
IE|=0x8a;
TCON|=0x50;
while(1)
{
P0=dispcode[x/10000];
P1=0x00;
P0=dispcode[x/1000%10];
P1=0x20;
P0=dispcode[x/100%10];
P1=0x40;
P0=dispcode[x/10%10];
P1=0x60;
P0=dispcode[x%10];
P1=0x80;
Delay_nus(15);
P0=0x76;
P1=0xa0;
}
}

void t1(void) interrupt 3
{
T1count++;
}

void t0(void) interrupt 1
{
TH0=0x4c; //重新装入初值
TL0=0;
if(++timecount==20) //当1秒时 注：中断里应该尽量少做任务，但是这个是必须再这里的，否则关中断不及时造成统计错误
{
TCON&=0xaf;
x=T1count*65536+TH1*256+TL1;
timecount=0; //全部初始化
T1count=0;
TH1=TL1=0;
TCON|=0x50;
} //计T0中断次数，统计时间
}

void Delay_nus(unsigned int n)
{
while(n--)
_nop_();
}

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