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1、计算机应用基于AT89C51的等精度宽范围频率计的设计浙江工业大学信息学院(杭州310032)辜自强杨扬摘要文章讨论了用AT89C51单片机来设计等精度宽范围频率计的方法。其中探讨了用外部扩展的硬件计数器而非单纯靠AT89C51内部定时器来产生定时信号的原因以及基准信号与待测信号的同步问题。关键词单片机等精度频率计频率计的应用范围很广,不仅应用于一般的仪构成。利用外扩的计数器(如74HC393)和单片机器测量当中,还可应用于工业控制等其它领域。对AT89C51内含的16位计数器来构成多位计数器分于频率计的设计目前也有专用芯片可以实现,如利别对待测信号和标准信号
2、计数。在待测信号和标准用Maxim公司的ICM7240来设计频率计。但由于信号同步条件下,当标准信号的计数达到一定时,可这种芯片的最高计数频率仅有15MHz左右,远不能对两个信号的计数进行处理来实现待测信号的测达到在一些场合需要测量很高的频率要求,而且测频。由于引进对标准信号的计数来定时,因此可达量精度也受到芯片本身的限制。本文提出的用到与标准信号相当的精度。AT89C51单片机设计频率计的方法可解决这些问采用的74HC393最高计数频率可达39MHz,题,实现精度较高、等精度和宽范围频率计的设计。比Maxim公司的ICM7240计数频率要高的多。若本文所设计
3、的频率计测频范围可达0.01Hz~对外部信号进行分频计数,然后再利用AT89C51对1GHz,若引进对标准信号,如晶振,计数来定时,还所测信号进行相对应的扩频,这样可使频率计的最可达到与晶振精度相当的精度。且所设计出的频率高测量频率达GHz数量级范围。由此达到频率计计具有结构简单、成本低廉的特点,现在已经投入到测量的宽范围的要求。实际的批量生产之中了。现讨论用AT89C51和74HC393扩展计数器对外部待测信号计数的工作原理,原理图如图1所示。1硬件设计使对待测信号计数的外部扩展的计数器1.1总体思路74HC393的最高计数位C7引到AT89C51的T0所设
4、计的等精度宽范围的频率计用单片机端,再利用AT89C51的T0口即可构成多位计数AT89C51、计数器74HC393及D触发器74HC74等器。将AT89C51的定时器/计数器设置为16位的电压低时,发射三次或两次。小、功耗低,在市场上应该有很好的应用前景。参考文献3遥控器模块1冯熙昌编.电子电话机集成电路手册.人民邮电出版社,遥控器模块电路包括PIC12C508单片机、1996AX5326发射芯片及功能键。目前无线遥控器技术2黄勇,高路.用途广泛的新型三态编码/解码器AX5326/5327/5328的特性及应用.电子技术应用,1996(4)已很成熟,而且应用
5、也很普遍,比如汽车防盗、摩托3李东星.PIC16C5X系列单片机应用设计.电子工业出版车防盗遥控器都很常见。这里就不再赘述了。社,1996报警器系统可以应用在家庭及工厂的仓库等场4MicrochipTechnologyInc.PIC12C508/9DATABOOK.所,采用无线电发射方式传输信号,安装方便、体积19975电子技术62000年第9期上海西门子移动通信公司021-58541688(545)33图174HC393和AT89C51扩展计数器测量待测信号原理图计数方式可构成24位的计数器,若利用T0定时器设置计数初始值。同理,要实现0.01s、0.1s和
6、10s计数溢出中断还可构成总共32位或32位以上的计的定时,也仅需设置用于定时的标准计数器的初始数器。可视具体应用场合而定。值,这可用软件来设定。1.21s定时的实现实践证明用此硬件计数器计数定时方法可使所在频率计设计过程当中,如何实现1s的定时时设计的频率计的精度得到提高,且易于对基准信号间是一个关键。一般思路是利用AT89C51本身的时钟进行调整,便于产品的后期调试工作。定时器的软件中断来实现1s的定时。此种方法由1.3同步问题的实现于要达到1s的定时,必须用AT89C51的定时中断除了定时信号的确定之外,在设计频率计时,还的多次中断来实现。若每次软件定时
7、50ms,则需必须考虑基准信号和待测信号同步。若待测信号和20次中断才能达到1s。由于定时器的软件中断响基准时钟信号不同步,也很难达到所需的精度。下应会存在延时,而且还会随着AT89C51外部晶振频面介绍用74HC74来实现同步,图2是同步原理图。率的不同而不同,因此用软件中断很难调整到确定的1s定时时间。并且由于内部定时器的计数频率是经过晶振频率的十二分频以后得到的,因此也很难达到所需的精度。下面介绍用硬件来实现定时的方法,参见图1。用硬件来实现定时的硬件电路可将图1中待测信号输入换成标准信号输入即可,本设计中为晶振输入。因此在整个频率计的设计中需用两片图2
8、同步原理图74HC393来计数。硬件实
