基于c8051f041高精度频率计设计

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1、本文由roufeng290贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第１２卷第２期２０１０年２月Ｖ０１．１２Ｎｏ．２薪特器件应用Ｆｅｂ．２０１０ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９ａ．ｉｓｓｎ．１５６３－４７９５．２０１０．０２．００９基于Ｃ８０５１Ｆ０４１的高精度频率计设计杨明涛１，杨海明２，侯文１，郑宾１（１．中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西２．广饶县信息产业局．山东摘太原０３００５１；东营２５７３００）要：根据等精度测频原理。给出了采用Ｃ８０５ＩＦ０４１单片机为主控芯片的高精度数字频率计的设计方法。

2、该方法将待测频率信号经过整形放大后输入单片杌．然后由单片机控制内部计数器分别对待测信号和标准信号同时计数，再经运算处理得到测量结果。并由ＬＣＤ实时显示。同时通过ＲＳ２３２串口传至上位机进行记录分析。该设计方法与传统测频系统相比。具有测频精度高。速度快，范围宽等优点。关键词：等精度；频率计；Ｃ８０５１Ｆ０４１；ＬＣＤ；ＲＳ２３２Ｏ引言频率测量是电子测量中最基本的测量之一。随着电子科学技术的发展，对信号频率测量的精度要求越来越高。目前采用的测频方法有直接测频法、直接测周法和等精度测频法。直接测频法在高频段的精度较高，但在低频段的精度较低；直接测周法

3、则恰恰相反。而等精度测量法则可在整个频率测量范围内保持恒定的测量精度，且测量精度也较高。Ｃ８０５１Ｆ单片机是ＳｏＣ，ｔ。ｚ‘，片。其内核是ＣＩＰ一５ｌ微控制器。ＣＩＰ一５１采用流水线指令结构，指令集与标准８０５１指令集完全兼容。且不再区分系统时钟周期和机器周期。所有指令时序都以时钟周期．，ｒ－Ｉ＾Ｖｒｘ，’ｃｏ芋：了Ｎｏ，，（１）、一，计算，大部分指令只需１～２个系统时钟即可完成。因而其运算速度明显高于传统８０５１单片机。为此．本文给出了基于Ｃ８０５１Ｆ单片机和一些外围电路的等精度频率计的设计方案。哐母堰Ｉ－—＿Ｊ（２）１等精度频率测量的基本原

4、理等精度频率测量又叫多周期同步测量。它是将待测信号和标准信号分别输入到两个计数器，它的实际闸门时间不是固定值，而是待测信号周期的整数倍，故可消除对待测信号计数时产生的匾亟乎－Ｅ茎卜＿叫亟夏尸’一数值，工为待测信号频率值，ｆｏＹｖ参考信号频率值。］ｚ２紊×ｚ２频率计硬件电路设计本设计将待测信号、标准信号的计数及产生收稿１３期：２００９—１ｌ－０３删．ｅｃｄａ．ｃｒ／，２０１０．２电手元器件主用万方数据２３第１２卷第２期２０１０年２月电子充器件主用ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｏｎｅｎｔ＆ＤｅｖｉｃｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＶ０１．１２Ｎｏ．２Ｆｅｂ

5、．２０１０预置时间、计算频率值等功能完全用Ｃ８０５ｌ瞄ｌ单片机来实现，因而简化了测量电路。整个频率测量系统包括放大整形、ＬＣＤ液晶显示、键盘控制和串口ＲＳ２３２通信电路等。系统选用高精度的标准１０ＭＨｚ石英晶振作为标准信号源，以保证测频精度。图２所示是系统的总体硬件设计框图。为预置门控制器时间，定时器Ｔ１用于串Ｅｌ通信。计数器Ｃ３作为待测信号计数器。计数器Ｃ４作为基准频率计数器。在主控程序中，可将标准信号计数值Ⅳ０定义为ｕｎｓｉｇｎｅｄ是其主程序流程图。ｌｏｎｇｉｎｔ型变量，其计数范围为０～（２３２—１），ｔｉＰ０～４．２９４９６７２９５×１０

6、９。图３所示薯图２—正圈悃孽磊Ｃ４悃ｉ网制——－叫计数器ｌ：Ｌ＝二二．Ｊ系统总体硬件设计框图２．１Ｃ８０５ｌＦ０４ｌ单片机本系统中的Ｃ８０５１Ｆ０４ｌ单片机是一款全集成的混合信号片上系统型ＭＣＵ．具有３２个数字Ｉ／Ｏ引脚和高精度可编程的２４．５ＭＨｚ内部振荡器．以及６４ＫＢ在片ＦＬＡＳＨ存储器．同时片内还集成了一个ＣＡＮ２．ＯＢ控制器、５Ａ＂通用１６位定时器、真正１２位１００ｋｓｐｓ的ＡＤＣ、两个１２位ＤＡＣ以及硬件实现的ＳＰＩ、ＳＭＢｕｓ，１２Ｃ和两个ＵＡＲＴ串行接口。２．２硬件电路系统硬件主要由放大整形电路、键盘电路、ＬＣＤ显示电路、ＲＳ２

7、３２串口等部分组成。放大整形电路主要对待测信号ｆ如正弦波、三角波、锯齿波、方波等）进行幅值放大，施密特整形为１ＴｒＬ电平的矩形波，同时去除噪声干扰。键盘电路采用独立键盘．可控制测频的启停和数据是否上传等。液晶显示电路采用１６ｘ２字符的ＬＣＤｌ６０２液晶显示。可配置成８位接口方式．以对测量频率进行同步显示。测量数据可通过ＲＳ２３２串口上传至上位机，并在上位机软件中保存。这种方式特别适用于长时间多次测量频率值的场合。图３测频主程序流程图３．２上位机ＶＢ软件为了提高测量频率值的可分析性，本系统利用ＶＢ６．０提供的、用于ＲＳ２３２串行通信的ＭＳＣＯＭＭ

8、．ＯＣＸ控件来编写上位机串口数据的采集和测频值的保存软件。软件可实时读取单片机测得的频率值，并在ＰＣ机显示。同时该软件还可将测量数据与系统时问共同保存