于AVR单片机输入捕捉功能的频率计设计

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于AVR单片机输入捕捉功能的频率计设计

于AVR单片机输入捕捉功能的频率计设计
一款频率计。实验结果证明,该系统可以稳定实现频率的测量,并且测量误差满足设计要求。 关键词:AVR单片机;输入捕捉;频率计 中图分类号:TP2 文献标识码:B+ 文章编号:1674—5795(20 LO)03—0038—03
Design of A Frequency Counter based
on
Input Capture of AVR Single-chip computer
Jin Ningnin91,WU Yan2,WANG Yanshuan91 (1.Henan
University of
Science
and Technology,Luoyang 471003,China;2 Henan
参考文献
[1]吴迅.简易单片机频率计数器[J].电子世界,2009 (3):38—39. [2]彭道林.基于AVR举片机的自动准同期装置频率测龟方法 [J].吉首大学学报(自然科学版),2009,28(3):76
—78.
[3]李宝营,赵永生.基于单片机用,2007,27(9):33—37. [4]任小青,王晓娟.基于AT89C51单片机的频率计设计方法
收稿日期:2010—04—26 基金项目:国家“十一五”重大科技攻关项目(jPPr—115—
189)
片机,但其T/CI是16位计数器,和一般的8位计数
器相比,它具有高精度和宽时范围的特点。 TCCRlB[7】是定时计数器T/CI的一个控制寄存 器。当置位标志位ICNCl为1时,使能输入捕捉触发 信号的噪声抑制(Noise Canceler)功能。噪声抑制电 路是一个数字滤波器。只有当触发信号的4次采样值
的ISP编程Flash程序存储器(擦除次数大于l万

atmega16频率计(参考版)

atmega16频率计(参考版)

avr atmega16做的频率计利用输入捕获功能(参考版)/****************************************** 基于频率计程序设计 ** 功能:频率计 ** 时钟频率:内部8M *频率计最大频率范围。

proteus测的65K 左右MADE BY LYQ*****************************************/#include <iom16v.h>#include <macros.h>#include "1602.c"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#pragma interrupt_handler timer1_capture:6#pragma interrupt_handler timer1_over:9uint Freq=0;uint i;uchar a=0;uchar data[6]={0,0,0,0,0,0};//显示初值,最后一个0是结束符,方便液晶显示void timer1_init(){TIMSK=(1<<TICIE1)|(1<<TOIE1); //0X02输入捕获中断使能TCCR1B=(1<<ICNC1)|(1<<ICES1)|(1<<CS12); //输入捕获噪音使能,上升沿捕获,时钟256分频1us 计数一次TCNT1=0X85ed;// ###定时1s#########TIFR=(1<<ICF1)|(1<<TOV1); //0x20写"1"清输入捕获标志位//SREG=SREG&0x7f;}void hz(uint i,uchar *p) //显示处理,+48(0x30) 0的ASCII码。

跟我做AVR单片机实验 用单片机做数字频率计

跟我做AVR单片机实验 用单片机做数字频率计

衰1
(s 1)内变化的次数, 测量频率的仪器
叫频率计 。这 ~讲 的实验主 要介绍 怎
样 用 ATme a LC 6 2液 晶显 示 g 8和 D1 0
见表 2 当选择使用 外部时钟 源时 , 。 在
个 1 位 的T C 。 5 系列 单片机 TO引脚上 的逻辑 电平 的变化 会驱 动 6 / 1和 1
冲信号作信号源时, 可用来当计数器 。
在 T C 作定时器 时 ,可 以通 过设置 / 0 TC 0的初 始值 和标 志位 C 0 一 NT S2
C o 设 定分频 系数来设 定定时 时间 。 S0
1实验电路 .
数 字 频 率 计 主 要 由 单 片 机
ATme a 和 液晶显示器 L D10 g8 C 6 2组 成 ,采用 七位数码显 示 。

据公式户N/ 就可以计算出频率, T 为
了方便 时间间隔 T通常 取 1 ,这 样计 s
()TC 计数寄存器 T N 0 2 /0 C T
T N 0 8 C T 是 位寄 存器 , 其初始值 为0o, ) o 能直 接进行读 写访 问, 【 是T / C 的计 数值 寄存 器 。 O
18 . 位的定时器 / 计数器 Tc /0
T/C 0和 T/Cl 可 以独 立 的通 都
数 的结果 就是频率 ;测量 周期法 是先
测 量信号 的周期 ,再根据 公式产 1 T / 过预 分频器 将单片机 的时钟 频率分频
即可计算 出频率 。上 述两 种测量 方法
后得 到时钟 源 ,也 可从外部 引脚输入

I 一
L D显 示 C

1 P7AN 4 P (CP11 D (I1 B0 I )

基于单片机简易频率计设计

基于单片机简易频率计设计

基于单片机简易频率计设计一、前言频率计是一种测量电信号频率的仪器,其应用广泛。

本文将介绍如何基于单片机设计一个简易的频率计。

二、设计思路本次设计采用单片机作为核心控制芯片,通过捕获输入信号的上升沿和下降沿来计算出信号的周期,从而得到信号的频率。

具体实现过程如下:1. 选择合适的单片机选择一款适合本次设计要求的单片机,需要考虑其性能、价格、易用性等因素。

常见的单片机有STC89C52、AT89C51等。

2. 硬件电路设计硬件电路主要包括输入端口、捕获定时器模块、显示模块等。

其中输入端口需要接收待测信号,捕获定时器模块用于捕获信号上升沿和下降沿的时间,显示模块则用于显示测得的频率值。

3. 软件程序设计软件程序主要包括初始化程序、捕获中断服务函数和主函数等。

其中初始化程序用于设置捕获定时器模块和显示模块参数,捕获中断服务函数则是实现对输入信号上升沿和下降沿时间的捕获与计算,主函数则用于控制程序流程和显示结果。

三、硬件设计1. 输入端口设计输入端口需要接收待测信号,一般采用BNC接头。

由于输入信号可能存在较高的电压和噪声,因此需要加入滤波电路以保证输入信号的稳定性。

2. 捕获定时器模块设计捕获定时器模块是本次设计的核心部分,其主要功能是捕获输入信号的上升沿和下降沿时间,并通过计算得到信号周期和频率值。

常见的捕获定时器模块有16位定时器/计数器、32位定时器/计数器等。

在本次设计中,我们选择了16位定时器/计数器。

3. 显示模块设计显示模块主要用于显示测得的频率值。

常见的显示模块有LED数码管、LCD液晶屏等。

在本次设计中,我们选择了LCD液晶屏。

四、软件程序设计1. 初始化程序初始化程序主要包括设置捕获定时器模块参数、设置LCD液晶屏参数等。

2. 捕获中断服务函数捕获中断服务函数是实现对输入信号上升沿和下降沿时间的捕获与计算,其具体实现过程如下:(1)当捕获定时器模块捕获到输入信号上升沿时,记录当前时间值。

AVR单片机课程设计频率计

AVR单片机课程设计频率计

AVR单片机课程设计——频率计院系:轻工学院三系专业:05通信工程班级:通信工程1班姓名:王佳学号:33完成时间:2008-1-16目录A VR单片机应用设计课程设计任务书 (3)一、课程设计目的: (3)二、课程设计要求: (3)三、选用教材及参考书: (3)A VR单片机应用设计课程设计指导书 (3)一、课程题目及设计内容: (3)二、课程设计进度计划: (3)课程设计:频率计 (4)一、设计要求: (4)二、工作原理: (4)三、实验报告与总结: (4)A VR单片机应用设计课程设计任务书一、课程设计的目的:培养学生的电路设计能力和变成能力,频率计是我们经常会用到的实验仪器之一,本实验要使用单片机和液晶器件来设计一个宽频的频率计。

二、课程设计的要求:用A VR单片机设计频率计,并使其测量范围为0-50kHz三、参考教材丁化成耿德根李君凯编著:《AVR单片机应用设计》---北京航空航天大学出版社A VR单片机应用设计课程设计指导书一、课程题目及设计内容 (3)题目:基于A VR单片机频率计的设计内容:设计一个A VR单片机频率计,画出电路原理图与程序流程图。

频率计具有下述功能:用数码管显示出被测方波的信号频率,测量范围为0-50kHz。

二、课程设计进度计划: (4)时间安排:课程设计安排两周时间:08年1月07日~08月20日。

课程设计:频率计一、设计要求:能捕获方波脉冲信号源,并能测得其频率二、工作原理:频率的测量实际上就是在1S 时间内对信号进行计数,计数值就是信号频率。

用单片机设计频率计通常采用单片机自带的计数器对输入脉冲进行计数,或者测量信号的周期。

三、实验报告与总结1、设计思路及流程图脉冲信号源加到PB1(T1)引脚,4位数码管动态扫描显示脉冲频率。

频率即单位时间的脉冲数。

T/C1用于外计数方式,每上升沿计数一次:T/C0为定时方式,8MHZ 的晶振频率,256分频,每32us计一个数。

单片机频率计课程设计

单片机频率计课程设计

单片机频率计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解单片机的基本原理,掌握其内部结构和功能。

2. 学生能掌握频率计的设计原理,理解并运用相关电路知识。

3. 学生能了解并掌握编程语言在单片机应用中的基本使用方法。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并搭建一个简单的单片机频率计电路。

2. 学生能编写程序,实现对频率计的功能控制,进行基本的数据测量。

3. 学生能通过实验过程,培养动手操作能力、问题解决能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标:1. 学生通过课程学习,培养对单片机及电子技术的兴趣,激发创新思维。

2. 学生能认识到单片机技术在现实生活中的应用价值,增强学以致用的意识。

3. 学生在课程实践过程中,培养严谨、细致的科学态度,提高对科学研究的尊重和热爱。

课程性质分析:本课程为实践性较强的电子技术课程,旨在通过单片机频率计的设计与实现,使学生在实践中掌握单片机技术的基本原理和应用。

学生特点分析:学生处于高年级阶段,已具备一定的电子技术基础知识,具有较强的学习能力和动手能力,对实际操作有较高的兴趣。

教学要求分析:根据课程性质和学生特点,要求课程目标具体、可衡量,注重理论与实践相结合,培养学生的实际操作能力和创新思维能力。

通过分解课程目标为具体学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容本课程教学内容围绕单片机频率计的设计与实现,结合以下章节进行组织:1. 单片机基础理论:介绍单片机的内部结构、工作原理和功能特点,重点讲解单片机的时钟系统、I/O口控制、中断系统等基础知识。

2. 频率计原理:讲解频率计的基本原理,包括信号发生器、计数器、时钟脉冲等组成部分,以及频率测量的基本方法。

3. 电路设计与搭建:指导学生运用所学知识,设计并搭建一个简单的单片机频率计电路,包括单片机选型、外围电路设计、元器件选型等。

4. 编程与调试:教授编程语言基础,如C语言、汇编语言等,指导学生编写单片机程序,实现对频率计的功能控制,并进行程序调试。

基于单片机的频率计的设计数字频率计

基于单片机的频率计的设计数字频率计

基于单片机的频率计的设计1绪论1.1研究背景及主要研究意义频率是电子技术领域永恒的话题,电子技术领域离不开频率,一旦离开频率,电子技术的发展是不可想象的,为了得到性能更好的电子系统,科研人员在不断的研究频率,CPU 就是用频率的高低来评价性能的好坏,可见,频率在电子系统中的重要性。

频率计乂称为频率计数器,是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器,其最基本的工作原理为:当被测信号在特定的时间段T内的周期个数N时,则被测信号的频率£=1\!/「电子计数器是一种基础测量仪器,到目前为止已有三十多年的发展历史。

早期, 设计师们追求的目标主要是扩展测量范围,再加上提高测量精度、稳定度等,这些也是人们衡量电子计算机的技术水平,决定电子技术器价格高低的主要依据。

目前这些技术日臻完善,成熟。

应用现代技术可以轻松地将电子计数器的频率扩展到微波频段。

1.2数字频率计的发展现状随着科学技术的发展,用户对电子计数器也提出了新的要求。

对于低档产品要求使用操作方便,量程(足够)宽,可靠性高,价格低。

而对中高档产品,则要求有较高的分辨率,高精度,高稳定度,高测量速率;除通常通用计数器所具有的功能外,还要有数据处理功能,统计分析功能等等,或者包含电压测量等其他功能。

这些要求有的已经实现或者部分实现,但要真正地实现这些目标,对于生产厂家来说,还有许多工作要做,而不是表面看来似乎发展到头了。

由于微电子技术和计算机技术的发展,频率计都在不断地进步着,灵敏度不断提高,频率范围不断扩大,功能不断增加。

在测试通讯、微波器件或产品时,通常都市较复杂的信号,如含有复杂频率成分、调制的含有未知频率分量的、频率固定的变化的、纯净的或叠加有干扰的等等。

为了能正确的测量不同类型的信号,必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。

微波技术器一般使用类型频谱分析仪的分频或混频电路,另外还包含多个时间基准、合成器、中频放大器等。

虽然所有的微波计数器都是用来完成技术任务的, 但各自厂家都有各自的一套复杂计数器的设计、使得不同型号的技术其性能和价格会有所差别,比如说一些计数器可以测量脉冲参数,并提供类似与频率分析仪的屏幕显示,对这些功能具有不同功能不同规格的众多仪器,我们应该视测试需要正确的选择以达到最经济和最佳的应用效果。

于AVR单片机输入捕捉功能的频率计设计

于AVR单片机输入捕捉功能的频率计设计

第六品 观相属
丁四(相属及相违之证知方式)分二:一、总说;二、别说。
戊一、总说:
所有遮破及建立,观待相违相属故,
观察正量法相前,当析相违及相属。
量、非量等所有一切破立无不观待相违及相属,因此,在观察量的法相真理之前先要分析相违与相属。
戊二(别说)分二:一、观察相属;二、观察相违。
还有些人说:诸如眼睛看色法之类的事物,是一种接触相属。
此外,也有人说,诸如,杜鹃与燕子,是主仆关系,天鹅与黄野鸭是配偶相属……,愚者们众说纷纭。
承许外境有相属,依观一异而遮破。
若谓俱有等相属,以遣余连而理解。
俱有者等有能害,若无能害摄二中。
下面将这所有观点综合在一起加以破斥:承认外境上存在相属,是他体法不可能有一体相属、是一体法则自己与自己不可能相属的道理按照前文中的观察已经遮破完毕。
个别愚者谓无实,亦有同品之相属。
藏地个别愚笨论师声称:不仅(有实法存在相属),而且无实法也有同品相属。并进一步陈述理由说:以离一多因等理由建立所破不可能存在,建立法是无遮〔推理公式:一切法(有法),不存在(立宗),离一多故(因)〕。可见,如果同品与违品的两种关系都不存在,那么无相属的因就应该有现世的可能了。因此,尽管同品相属存在,但由于人们没有认识才导致观待确定违品相属。
癸二、破种类相属:
有谓自相无相属,因果种类有相属。
种类若是因果性,不离先前之过咎,
若除此外种类有,总时遮破已究竟。
辩方立宗道:因果自身的法相虽然不存在相属,但因果的种类却存在相属。
驳:请问种类到底是指什么?假设说是因果的自身法相,那么前面的过失依然无法摆脱。如果认为所谓的种类,除此之外另行有他体存在,这一点在前文中破“总”的时候已经予以否定了。

基于单片机的频率计的设计

基于单片机的频率计的设计

基于单片机的频率计的设计一、频率计的基本原理频率是指单位时间内信号周期性变化的次数。

频率计的基本原理就是在一定的时间间隔内对输入信号的脉冲个数进行计数,从而得到信号的频率。

常用的测量方法有直接测频法和间接测频法。

直接测频法是在给定的闸门时间内测量输入信号的脉冲个数,计算公式为:频率=脉冲个数/闸门时间。

这种方法适用于测量高频信号,但测量精度会受到闸门时间和计数误差的影响。

间接测频法是先测量信号的周期,然后通过倒数计算出频率。

其适用于测量低频信号,但测量速度较慢。

在实际设计中,通常会根据测量信号的频率范围选择合适的测量方法,或者结合两种方法来提高测量精度和范围。

二、系统硬件设计1、单片机选型在基于单片机的频率计设计中,单片机是核心控制部件。

常用的单片机有 51 系列、STM32 系列等。

选择单片机时需要考虑其性能、资源、价格等因素。

例如,对于测量精度和速度要求不高的应用,可以选择51 单片机;而对于复杂的系统,可能需要选择性能更强的 STM32 单片机。

2、信号输入电路为了将输入信号接入单片机,需要设计合适的信号输入电路。

一般需要对输入信号进行放大、整形等处理,使其成为标准的脉冲信号。

常见的整形电路可以使用施密特触发器来实现。

3、显示电路频率计的测量结果需要通过显示电路进行显示。

常用的显示器件有液晶显示屏(LCD)和数码管。

LCD 显示效果好,但驱动较为复杂;数码管显示简单直观,驱动相对容易。

4、时钟电路单片机需要一个稳定的时钟信号来保证其正常工作。

时钟电路可以采用外部晶振或内部振荡器,根据系统的精度和稳定性要求进行选择。

5、复位电路为了确保单片机在系统启动时能够正常初始化,需要设计复位电路。

复位电路可以采用上电复位和手动复位两种方式。

三、系统软件设计1、主程序流程系统启动后,首先进行初始化操作,包括设置单片机的工作模式、初始化显示、设置定时器等。

然后进入测量循环,等待输入信号,在给定的闸门时间内进行计数,并计算频率,最后将结果显示出来。

基于单片机的频率计的设计与制作

基于单片机的频率计的设计与制作

基于单片机的频率计的设计与制作一、设计背景与意义频率是指在单位时间内信号的周期次数或波形的周期数,是电子通信、自动化控制、测量仪器等领域中常用的参数之一、频率计是一种用来测量信号频率的仪器,广泛应用于各个领域。

本文将设计一种基于单片机的频率计,具有结构简单、精度高、易于实现批量生产等特点。

二、设计原理与电路结构本频率计的设计原理基于定时器的计数功能。

具体电路结构如下:1.接收电路:接收被测信号,并经过滤波电路对信号进行滤波处理。

2.方波信号发生电路:采用集成电路产生频率为1MHz的方波信号。

3.单片机控制电路:使用单片机控制定时器1进行计数,并通过串口与PC机进行通信。

三、程序设计与实现1.初始化设置:设置单片机的工作模式和波特率,以及定时器的计数参数。

2.接收输入信号:从信号输入引脚读取信号,并通过滤波电路进行滤波处理。

3.方波信号计数:使用定时器对方波信号进行计数,并保存计数值。

4.系统中断处理:当定时器溢出时,触发中断函数对计数值进行处理。

5.输出结果:将计数值发送到PC机上,通过串口进行通信。

四、制作过程与方法1.电路制作:根据上述电路结构图,选择合适的元器件进行电路制作,焊接完整电路板。

2.程序编写:使用C语言或汇编语言编写单片机的程序,实现频率计的功能。

3.调试测试:将电路板接入供电并连接到PC机上,通过串口与PC机进行通信,测试频率计的测量精度和稳定性。

4.性能优化:对频率计的测量精度和稳定性进行优化,例如增加滤波电路、调整定时器参数等。

五、结论与展望本文设计与制作了一种基于单片机的频率计,实现了对输入信号频率的测量。

经过实际测试,频率计具有测量精度高、稳定性好等优点,能够满足实际应用的需求。

在今后的研究中,可以进一步优化频率计的设计,提高测量精度和稳定性,并拓展其在更多领域的应用。

基于AVR单片机的高精度频率调节器

基于AVR单片机的高精度频率调节器

基于AVR单片机的高精度频率调节器在现代化工业生产与高精度测试中,我们需要相当精确的频率来帮助判断设备性能指标。

而且我们希望能够微调该频率。

采用压控振荡器得到的频率不够精确,微调频率步骤烦琐,耗时漫长,因此有些测试项目限制了压控振荡器的使用。

Mega系列单片机是Atmel公司于2002年起陆续推出的。

这款AVR增强型单片机具有速度快,抗干扰能力强,价格低廉等诸多优点。

为了加快AVR单片机的软件编制,Atmel以及第三方提供的开发工具多种多样,程序开发方便有效。

该单片机内部FLASH结构功能灵活,加锁后很难解密,可以最大限度地保护知识产权。

AVR单片机可以广泛应用于通信、野外测试、汽车电子、医疗器械等领域,并且适用于各种低电压、低功耗的场合。

本文提出一种方法能够基于AVR单片机,采用AD9850提供精确到1Hz的频率信号,不但可以发生正弦波,也可以发生方波,从而为要求频率精度高的企业解决了难题。

它以Atmel 公司的AVR单片机Atmega16L作为核心,能够方便、准确地控制输出频率。

由于AVR单片机实现了在线可编程,所以大大简化了设计步骤,加快了设计进程,同时不会烧毁、烧费芯片,节约了成本。

图1给出了该频率调节器的整体设计框图。

用户通过4×4键盘设定频率值,AVR单片机使用I/O端口,扫描读入频率值。

随后AVR单片机控制AD9850调节到用户要求的频率。

AD9850的输出可以接电压比较器整形为方波,也可以经过低通滤波器限制带宽,输出正弦波形。

AVR 单片机同时控制液晶显示模块,使之实时显示当前频率。

图1. 频率调节器整体框图2 控制核心与频率发生技术2.1 控制核心本设计采用了Atmel公司的AVR单片机Atmega16L作为控制核心。

AVR单片机的单周期指令能够保证高的执行效率和低成本,是精简指令集CPU中的高性能器件。

AVR单片机可以提供高达16 MIPS的执行时间,具有128K字节的可编程Flash存储器,同时具备4096字节的静态RAM。

单片机频率计实验报告

单片机频率计实验报告

单片机频率计实验报告实验报告:单片机频率计摘要:本实验通过使用单片机设计和实现了一种简单的频率计,通过测量输入信号的周期来计算其频率。

实验结果表明,该方法可以准确地测量信号的频率,并且具有较高的稳定性和精确度。

1.引言在电子测量领域中,频率是一个重要的参数,它是指单位时间内信号变化周期的次数。

测量信号的频率可以帮助我们了解信号的特性和性能。

而单片机作为常见的嵌入式微处理器,提供了较高的计算和控制能力,可以应用于频率计的设计和实现中。

2.实验原理在本实验中,我们使用了一种简单的基于单片机的频率测量方法。

该方法基于计算输入信号的周期,并以此计算信号的频率。

具体实验原理如下:(1)信号输入:将需要测量频率的信号接入单片机的输入口。

(2)信号计数:通过单片机的定时器,测量输入信号的时间间隔。

(3)计算频率:将信号的周期时间转换为频率值。

3.实验设备与材料(1)单片机:使用STC89C52单片机。

(2)信号发生器:产生需要测量频率的信号。

(3)蜂鸣器:用于发出测量结果。

(4)杜邦线:用于连接单片机和其他器件。

4.实验步骤(1)搭建实验电路:将单片机与信号发生器、蜂鸣器等器件通过杜邦线连接。

(2)编写程序:使用汇编语言或C语言编写程序,设置定时器,测量输入信号的时间间隔。

(3)烧录程序:将编写好的程序烧录到单片机中。

(4)测量频率:通过信号发生器产生不同频率的信号,并使用单片机进行测量。

(5)显示结果:将测量得到的频率值通过蜂鸣器等方式显示出来。

5.实验结果经过多次测量和对比,我们得到了较为准确的信号频率测量结果。

实验结果表明,该频率计具有较高的稳定性和精确度,可以满足日常实验工作的要求。

6.实验总结通过本次实验,我们了解了基于单片机的频率计的设计和实现方法,并成功地搭建了一个简单的频率计电路。

实验结果表明,这种方法可以比较准确地测量信号的频率,并且具有较高的稳定性和精确度。

然而,在实际应用中可能还需要考虑一些其他因素,如输入信号的幅度和噪声等。

AW输入捕捉频率计设计

AW输入捕捉频率计设计

封面作者:PanHongliang仅供个人学习基于AW60输入捕捉频率计地设计摘要:在电子测试领域中,频率测量是最基本地测量之一.频率信号抗干扰性强,易于传输,可以获得较高地测最精度.因此在实际应用中,对于力、转速、位移、速度、流量等物理量地测量,一般是先由传感器转换为脉冲信号,然后采用测量频率地方法,最后经过一定地计算处理来实现地. 传统地频率计通常是由组合电路和时序逻辑电路作为控制核心,结构复杂,可靠性差,本文介绍基于aw60单片机输入捕捉功能地频率计测量频率地方法.该方法硬件电路简单,可靠性高,测量范围广,测量精度高.本设计软件部分主要由郝冠鹏编写,硬件电路由熊羽焊接并调试,姜超负责整理各种文档.测量结果达到预期效果,可以测量1—60K各频率,且误差较小,满足设计要求.关键词:输入捕捉,频率测量,可靠稳定,精度高.1 设计要求具体要求:1.被测信号为周期性信号(包括正弦波、方波、三角波等),频率范围为1~60KHz,峰峰值在1~10V范围内.2.设置“开始/停止”和“工作模式”开关.工作模式分为测量外接信号和系统自测两种模式,在测量外接信号模式下,测量外接信号频率;在系统自测模式下,测量1KHz测试信号地频率.3.系统处于工作状态时,数码管实时显示测量信号频率值,每隔1秒向PC机发送频率数据,频率数据为ASCII码,单位为Hz.4.通过开始/停止键控制系统.系统功能:该系统能够测量1Hz~60KHz地周期性信号,周期性信号峰峰值电压可在1V~10V范围变化.系统工作时,被测信号频率实时显示在数码管上,并每隔1秒钟通过串口向PC发送频率数据.提供自测试功能,即由系统自身产生1KHz标准信号输入系统验证系统工作地正确性.2 总体设计2.1 系统组成及工作原理上图即为整个系统地框图,二选一选择器用于选择测量外接信号还是内测信号,这部分地电路由运算控制中心来控制,因为外接信号可能是三角波,正弦波,所以要加一级整形电路,对外接信号进行整形,整成方波.运算控制器便是单片机.模式选择按键用来选择系统所要求地模式,频率显示器一般选用数码管来显示.然后通过电平转换芯片将所测地频率值发送到PC机上,进行实时观察.2.2 频率测量原理AW60单片机地定时计数器自身带有输入捕捉功能单元, 为精测量频率提供了很好地基础.该功能可以精确捕捉一个外部事件地发生, 记录该事件发生地时间印记.假定上升沿触发输入捕捉事件, 当一个输入捕捉事件发生时, 即定时器通道引脚上地逻辑电平由低变高时,计数寄存器地计数值将被自动同步复制写入通道数值寄存器中, 并置位输入捕获标志位,中断申请.即当每一次通道引脚地输入信号由低变高时, 计数寄存器中地计数值都会再次同步复制到通道数值寄存器中.若将连续2 次地计数寄存器数据记录下来, 那么时钟频率除以2 次数据地差值, 就是输入信号地频率.整个捕捉事件发生地时间印记是由硬件自动完成地, 因此所得到地频率值是非常准确地.如果测量值大于定时器地溢出周期,那么在两次输入捕捉中断之间就会发生定时器计数地溢出翻转,这时就需要考虑定时器地溢出次数.因此测量地频率f=f_clk/(T2-T1+65536*cnt).3 硬件设计3.1 硬件组成模拟开关用于选择外接信号还是内测信号,其硬件选择可有多种,本系统采用继电器地方案,硬件简单,容易控制.由于外接信号要求为周期性信号并包括正弦波、方波、三角波等,且单片机只能对方波信号进行测量,所以要加一级整形电路,将外接信号整形成方波.要求不是很高,本系统采用单限比较器,容易调试和实理.单片机最小系统是整个系统地核心,控制所有地外围电路,并产生输入捕捉和对频率地测量.数码管主要用来显示当前测量地频率,按键用于控制系统工作地模式,SCI用于向PC机发送当前测量地频率值,各模块分工明确,共同完成系统地整体功能.3.2 单片机核心模块本设计采用AW60单片机,S08是2004年左右推出8位MCU,资源丰富,功耗低,性价比很高,是08系列MCU发展趋势,其性能与许多16位MCU相当.MC9S08AW60是低成本、高性能8位微处理器S08家族中地成员,本次课程设计就是以该芯片为基础,来进行嵌入式地设计.该单片机地主要性能:(1)最高达40MHz地CPU工作频率和20Hz地内部总线工作频率表;时钟源选项包括晶振、谐振器、外部时钟或内部产生地时钟.(2)相比HC08 CPU指令集,S08 CPU增加了BGND指令.(3)单线后台调试模式接口;增强地断点能力,允许单一地断点设置在线调试(在片内调试地模块增加了多于两个地断点).(4)内含32个中断/复位源;内含2KB地片内RAM;内含60KB地片内在线可编程Flash存储器,带有块保护和安全选项.(5)可选地计算机正常操作(COP)复位;低电压检测和复位或中断;非法操作码检测与复位;非法地址检测与复位.(6)ADC:多达16个通道,10位A/D转换器与自动比较功能;两个串行通信接口SCI模块与可选地13位中断;一个串行外设接口SPI模块;集成电路互连总线I2C模块运作高达100kbps地最高总线负载;8引脚键盘中断KBI模块. (7)Timers:1个2通道和1个6通道16位定时器/脉冲宽度调制器模板.具有输入、捕捉、输出比较、脉宽调制功能.此电路图为单片机最小系统图,主要包括电源电路,复位电路和晶振电路.3.3 电压跟随和减法电路单片机产生地PWM波,只有正值没有负值,因此进入电压比较器之后,出来就成为了一条直线,原有地频率消失了,所以单片机无法测得内部信号地频率,考虑到这种情况产生地原因,所以在内部信号出来后加了一级跟随器,避免它被外部电路影响,然后加了一级减法器,使得PWM波成为双极性波,再经过比较器,再进行测量,便成功得到了内部PWM波地频率.运放全部选用OP07,频带宽,失真小.跟随电路减法电路3.4 模拟开关和电压比较电路模拟电路主要用于选择测量内测信号还是外接信号,经过比对,最终选择了继电器作为模拟开关,由于外接信号要求为周期性信号并包括正弦波、方波、三角波等,且单片机只能对方波信号进行测量,所以要加一级整形电路,将外接信号整形成方波.要求不是很高,本系统采用单限比较器,容易调试和实理.本部分地核心元件选择了高性能运放LM318,精度高,运算速度快.继电器电路比较器电路3.5显示和控制电路本系统采用数码管显示测量频率地大小,钜阵键盘用于控制系统地工作.数码管显示原理简单,编程比较容易实现.矩阵键盘可以实现多种控制,便于扩展功能,同时又可节省大量地IO口,供单片机地其它功能应用.数码管显示电路键盘控制电路3.6电平转换电路为了与主机进行通信,定时向PC机发送测量地频率值,实时监测测量数据,本系统加了一级电平转换电路,用于与PC机进行通信.采用最常用地RS232电平转换芯片.电平转换电路4程序设计4.1 主程序设计程序开始后初始化芯片,模块,变量,然后进行主循环,开始执行主程序,先栓测开始按键是否按下,如果开始按键按下,则开始测量频率,并用数码管进行显示,并定时发送到PC机上,执行过程中还可检测是否有模式选择按键按下,如果按下则要进行相应地调整,如果开始键没有按下,关掉输入捕捉中断,对显示变量进行清零,数码管显示零,不对信号进行测量.4.2子程序设计4调试及结果本系统调试共分四步:1.确保各模块连接良好,打开供电电源.2.按下系统启动按键,整个系统开始工作.3.选择测量内接信号还是外接信号,默认采用测量外接信号.4.选择测量大频率还是小频率.默认采用测量大频率.调试结果如下:附录一:电路实物照片附录二:模拟电路仿真图附录三:电路原理图附录四:主要程序Main.c程序#include "Includes.h"void main(void){//1 主程序使用地变量定义uint16 mRuncount=0,k=0。

AVR单片机(C语言)项目开发实践教程项目8.6 脉冲频率测量

AVR单片机(C语言)项目开发实践教程项目8.6 脉冲频率测量

【项目知识点与技能点】
技能点:
1、掌握单片机系统内部定时/计数器1和定 时的使用方法,并能合理运用到频率计项 目中;
2、通过C语言和汇编语言编程实现对单片机 内部定时计数器的操作;
3、系统硬件设计的实现,功能的软件技术实 现以及功能实现的综合调试能力。
【项目知识准备】
一、T/C1输入捕捉功能
T/C1的输入捕捉功能是AVR定时计数器的另一个非 常有特点的功能。
TOP
TOP
6 7
位004~3:11波形发11生0 模式101。该两1 位190位位与快快速速WPPWcWlGMkMI/OM/64(1来1自、00分xx00频13WFF器FF)GM10(TTOO位PP 于TCCRTTOO1PPA)
8 相1组合,0用于控0制1 T/C001的计P0W数M,和相位工、c频作lk率I/O可/方2调56式(来。自I分CR频1器)
【项目知识准备】
输入捕获模式原理图:
捕获寄存器
捕获事件
S0
闸门电路
时钟源
S1
计数器
溢出标志ICF
S2 中断请求
溢出标志TF
S2 中断请求
【项目知识准备】
二、16位定时器/计数器T/C1寄存器配置
控制寄存器A(TCCR1A)、控制寄存器B(TCCR1B)
计数寄存器(TCNT1H和TCNT1L) 输入捕获寄存器(ICR1H和ICR1L)
13 位15:保留1 。 0
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1
保留
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基于AVR单片机的频率计设计及仿真

基于AVR单片机的频率计设计及仿真

基于AVR单片机的频率计设计及仿真
董李江
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2013(0)15
【摘要】通过Proteus仿真软件,利用AVR单片机自带的TIMER1定时器的输入捕获功能,对外部输入的频率信号进行采样,通过比较计数差值获得信号频率,该方法无需外接辅助器件,直接利用单片机的定时器进行测量,对于低频信号的频率测量效果良好,快速有效。

【总页数】2页(P40-40,39)
【作者】董李江
【作者单位】江苏经贸职业技术学院工程技术学院南京 210007
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于AVR单片机输入捕捉功能的频率计设计 [J], 金宁宁;武燕;王燕霜
2.基于AVR单片机的多舵机控制系统设计及仿真 [J], 韩庆瑶;洪草根;朱晓光;徐瑾
3.基于AVR单片机的红外遥控仿真设计 [J], 汪毅
4.基于单片机和测频法的频率计设计及proteus仿真 [J],
5.基于VHDL的数字频率计设计与仿真 [J], 单炜佳;周丰
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AVR很好的教程

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External SRAM size : 0 *********************************************/ #include <mega16.h> flash char led_7[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; flash char position[8]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; char dis_buff[8]; char posit; bit time_1ms_ok,display_ok=0; char time0_old,time0_new,freq_time; unsigned int freq; // 8 位 LED 数码管动态扫描函数 // 显示缓冲区,存放要显示的 8 个字符的段码值
基于 AVR 的单片嵌入式系统原理与实践应用
第 11 章 综合实践(二)
本章的综合实践将综合前几章的内容,指导读者完成以下的实践: l 如何实现频率测量和简单频率计的设计实现。 l 使用 T/C1 的输入捕捉功能实现高精度的频率周期测量 l 完成一个比较完善的实时时钟的设计和实现。
11.1 频率测量和简单频率计的设计
11.1.3 测周法测量频率
测周法的基本思想, 就是测量在限定的脉冲个数之间的时间间隔, 然后再换算成频率 (需 要时) 。当被测信号的频率比较低时,采用这种方法比较适合,因为频率越低,在限定的脉
华东师范大学 电子科学技术系 马 潮 11-4
基于 AVR 的单片嵌入式系统原理与实践应用
冲个数之间的时间间隔也也长,因此定时计数的个数也越多,测量也越准确。 例 11.2 采用测周法的频率计设计与实现 1) 硬件电路 硬件电路的显示部分与图 9-7 相同,PA 口为 8 个 LED 数码管的段输出,PC 口控制 8 个 LED 数码管的位扫描。被测频率信号由 PB0(T0)输入。 2) 软件设计 我们首先给出系统程序,然后做必要的说明。
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c肌steadily measure
its frequency.
and the
measurement
meets the requirements of desigrr
Key words:AVR single—chip computer;input
率计结构设计简单,频率测试准确,误差最大不超过
0.25%。设计测量范围为10 PC机上实时观察频率的大小。
Hz~256
kHz,并能够在
1控制核心
主芯片采用Atmel公司生产的采用精简指令集
RICS结构的低功耗8位单片机——ATmegal6。它的单 周期指令能够保证高的执行效率和低成本,具有高达
电源II复位
旱室
图4软件主流程图
由于被测信号的频率范嗣比较大,因此需要采用 量程自动转换方式。量程的确定受到了T/C1的长度、
—』潞产
频率信号}===爿P9电
型蚓;暑j
A黝,
书芯" 图2硬件系统原理图
计时器的计数脉冲频率和被测频率的制约。T/CI初始 化后,在T/CI输入捕捉中断服务中,记录了两个 ICRl的值:一个是第0次触发时得到的值,另一个是
作者简介:金宁宁(1985一),女,硕士研究生,研究方向为机 械零件及传动。
万方数据
计测技术
计算机技术与应用
39?
回。卜叵田匐
进行判断。

图3主芯片电路原理图
相等时,该信号才确定触发。输入捕捉信号的触发方
输入信号一个周期的时间。在整个过程中,计数器的
计数工作没有受到任何影响,捕捉事件发生的时间印 记是由硬件自动同步复制到ICRI中的,因此所得到的 周期值是非常准确的。
3硬件电路设计
该频率计以ATmegal6为控制核心,是一个支持 ISP的最小系统。硬件原理图如图2所示。
处的溢出是指当第2个值大于第1个值,且TCNTl的 值出现过从65536到0的现象。一旦溢出,就说明其
差值超过了定时计数器T/C1的16位65536的长度。 为了降低被测频率的下限值,在T/Cl的溢出中断中,
使用。但为了提高测试的精度,频率计时钟采用了4 MHz的外部晶体。因此它的系统时钟频率为4
信号频率 第一次测量值 第二次测量值 第三次测量值 三次测量平均值 测量误差/%
频率部分测量数据
500 499.99 499.98 500.Ol 2000 1999.96 2000.00 2000.99 2000.3167 O.16 16000 159919.9 16000.5. 15999.9 16000.1 o.017
当采用记录间隔为128(N=128)的128个相邻上升 沿之间的时间差时,在计时器计数脉冲频率为(128/ 8000)s内可记录的脉冲数位64000个,都没有超过 T/CI的长度。也就是说,当测鼍信号的频率值大于8 kHz时,自动转换成N=128的量程;而一旦频率小于

+。+。+’+、
式由ICESI决定,通过边缘检测器(Edge Detector)
假定上升沿触发输入捕捉事件,当一个输入捕捉 事件发生时,即引脚ICPl上的逻辑电平由低变高时, T/CI的计数寄存器TCNTl的计数值将被定时计数器的 硬件自动同步复制写入捕捉寄存器ICRI中,并置位输 入捕获标志位ICFl,产牛中断申请。即当每一次ICPl
capture;frequency
counter




MIPS/MHz的高速运行处理能力。片内提供了16
kB
在电子测试领域中,频率测蕈是最基本的测量之 一。频率信号抗干扰性强,易于传输,可以获得较高 的测最精度。因此常常利用某种确定的函数关系把其 它电参数的测量转换为频率的测量。在实际应用中, 对于力、转速、位移、速度、流量等物理量的测量, 一般是先由传感器转换为脉冲信号,然后采用测量频 率的方法,最后经过一定的计算处理来实现的。 传统的频率计通常是由组合电路和时序逻辑电路 作为控制核心,结构复杂【l。J。本文介绍的基于AVR 单片机输入捕捉功能的频率计将改进这种情况。该频
Mechanical Electrical School,Zhengzhou 4500)2,China)
resources,a
Abstrad:By adopting single chip computer ATmegal6
frequency
counter
on
Input Capture of AVR Single-chip computer
Jin Ningnin91,WU Yan2,WANG Yanshuan91 (1.Henan
University of
Science
and Technology,Luoyang 471003,China;2 Henan
Hz 32000 32004.O 32004.O 32003.9 32003.97 o.12
499.9933 O.013
6结论
AVR单片机的输入捕捉功能,可以用于频率和周 期的精确测量。与传统频率计相比,该频率计简化了 电路板的设计,提高r系统的稳定性和可靠性,电路 结构简单,容易实现。
参考文献
[1]吴迅.简易单片机频率计数器[J].电子世界,2009 (3):38—39. [2]彭道林.基于AVR举片机的自动准同期装置频率测龟方法 [J].吉首大学学报(自然科学版),2009,28(3):76
—78.
[3]李宝营,赵永生.基于单片机的等精度频率计设计[J]. 图5测频子程序流程图 计算机应用,2007,27(9):33—37. [4]任小青,王晓娟.基于AT89C51单片机的频率计设计方法
kHz,或出现测量数据溢出情况时,量程自动转换成
N=1。
5测量数据及分析
通过对标准脉冲信号的测量,得到表1的部分测 量数据。从表l可以看出,每次测量的频率值与标准
万方数据
基于AVR单片机输入捕捉功能的频率计设计
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 金宁宁, 武燕, 王燕霜, Jin Ningning, WU Yan, WANG Yanshuang 金宁宁,王燕霜,Jin Ningning,WANG Yanshuang(河南科技大学,机电学院,河南,洛阳 ,471003), 武燕,WU Yan(河南机电学校,机械工程系,河南,郑州,450002) 计测技术 METROLOGY & MEASUREMENT TECHNOLOGY 2010,30(3) 0次
周期为0.25
Us。
MHz,
该频率计主芯片电路原理图如图3所示。
设置一标志,记录溢出的次数,便于以后计算频率值。
此外,为了判断数据的有效性,在测频子程序中
万方数据
40?
计算机技术与应用
2010年第30卷第3期 信号相比,误差都在允许的范围之内,满足了设计 要求。 表1
的ISP编程Flash程序存储器(擦除次数大于l万
次),32个可编程的I/O端口,2个8位定时计数器, 1个具有捕捉功能的16位定RT,一个SPI串行外设接口(支持ISP
程序下载)。
2测频原理
一般的单片机采用定时的方法来进行频率测量【6 J。 这种方法需要使用两个定时器,或者是一个定时器加 一个外部中断,这样就要占用两个硬件资源。AT- megal6单片机的定时计数器T/CI自身带有输入捕捉 功能单元(见图1),为精确测量周期提供了很好的基 础H】。该功能可以精确捕捉一个外部事件的发生,记 录该事件发生的时间印记。利用该功能进行频率测量 时,不但只占用一个硬件资源(即定时计数器T/C1), 而且还能获得好的测量精度。虽然ATmegal6是8位单
error
as
the control unit,assisted with the appropriate soft and hard-ware
is designed
based
on
input capture of AVR.The I-e8ults prove that this system
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38?
计算机技术与应用
2010年第30卷第3期
基于AVR单片机输入捕捉功能的频率计设计
金宁宁1,武燕2,王燕霜1
(1.河南科技大学机电学院,河南洛阳471003;2.河南机电学校机械工程系,河南郑州450002) 摘 要:利用AVR单片机的输入捕捉功能,以ATmegal6芯片为控制核心,配以适当的软硬件资源,设计了
第1次触发时得到的。当第2个值被记录下来时,禁 止T/CI的所有中断。
在测频子程序中,要对每一组的两个ICRI值进行
判断:将其相减,得到差值,然后判断是否溢出。此
频率信号经由ICPl(即PD6)输入。ATmegal6单 片机片内提供了4种频率的RC振荡源,可以很方便地
一款频率计。实验结果证明,该系统可以稳定实现频率的测量,并且测量误差满足设计要求。 关键词:AVR单片机;输入捕捉;频率计 中图分类号:TP2 文献标识码:B+ 文章编号:1674—5795(20 LO)03—0038—03
Design of A Frequency Counter based
收稿日期:2010—04—26 基金项目:国家“十一五”重大科技攻关项目(jPPr—115—
189)
片机,但其T/CI是16位计数器,和一般的8位计数
器相比,它具有高精度和宽时范围的特点。 TCCRlB[7】是定时计数器T/CI的一个控制寄存 器。当置位标志位ICNCl为1时,使能输入捕捉触发 信号的噪声抑制(Noise Canceler)功能。噪声抑制电 路是一个数字滤波器。只有当触发信号的4次采样值
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