一、引言
(一)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,方波信号以及其他各种单位时间变化的物理量。由于其使用十进制显示,测量迅速,
精确度高,显示直观,所以经常要用到频率计。
(二)问题提出
中国电子测量仪器,随着世界高科技发展的潮流,走进了高科 技发展的道路,在若
干重大领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。
在数字化时代,研究员和其他工作人员对基础测量仪器的要求越来越高,作为基础测量
仪器之一的频率计必将有新的发展。于是测量仪技术指标上不断提高,如测频精度高、
抗干扰能力强等。以满足不同层次用户的测试要求。近几年,数字化仪器在迅速发展,
我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,以适应当今科技发展。在电子领域中,单
片机的应用正在不断的走向深入,这必将导致传统控制与检测技术的日益革新。单片机
构成的仪器具有高可靠性、高性能价格比,在智能仪表系统和办公自动化等诸多领域得
以极为广泛的应用,并走入家庭,从洗衣机到音响汽车等等,处处可见。因此,可以说
单片机技术的开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。
数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器,被测信号可以是正弦波,方波或其它
周期性变化的信号。如配以适当的传感器,可以对多种物理量进行测试,比如机械振动
的频率,转速,声音的频率以及产品的计件等等。 因此,数字频率计是一种应用很广泛
的仪器。
数字频率计作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的一般可以完全由硬件电路搭
接而成,如采用基于 555 定时器电路的多功能数字频率计的设计便是可取的路径之一,
不用依靠单片机。但是这种电路存在一些缺点,且测频精度也不如单片机的高。在科学
研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟机械振动等领域常常要用到
频率计。利用单片机采用程序设计方法来设计频率计,其测频精度高。且线路相对简单,
结构紧凑,价格低廉,系统稳定度高,抗干扰能力强,用途广泛等优点。只要对电路稍
加修改,调整程序,即可完成功能升级。
(三)设计思想
利用施密特触发器将边缘缓慢变化的周期性信号如正弦波、三角波或任意形状的模
拟信号变换成同频率的矩形脉冲。通过 MCS-51 系列单片机内部的两个十六位定时/计数
器测量某段时间内的外加脉冲数,经过处理并通过数码管直接显示出所加信号的频率。
单片机内部的 T
0
用来定时,T
1
用来计数(下降沿触发)。当来一个计数脉冲则计数一次。