基于A T 89C2051的智能频率计设计
基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究
基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究【基于at89c51单片机的频率计设计方法的研究】一、引言在现代科技日新月异的今天，单片机作为一种微型计算机，已经被广泛应用于各个领域。
其中，at89c51单片机以其稳定、可靠、易用的特点，成为了广大电子爱好者和专业技术人员的首选。
频率计作为一种常见的电子测量仪器，通过对信号的计数或者对波形的周期进行时间测量，能够准确测量信号的频率。
基于at89c51单片机的频率计设计方法成为了研究的焦点。
二、基本原理1. at89c51单片机简介at89c51单片机是一款典型的8位微控制器，具有4 KB 的内部Flash 可编程存储器。
它集成了许多功能模块，包括定时器、串行总线接口、模数转换器等，非常适合用于频率计的设计。
2. 频率计的基本原理频率计主要通过计数或者时间测量来确定信号的频率。
在基于at89c51单片机的设计中，一般采用定时器/计数器模块来实现频率的测量。
三、设计方法1. 信号输入在频率计的设计中，首先需要考虑的是信号的输入。
可以通过外部引脚的方式输入信号，也可以通过模拟输入口进行信号的输入。
2. 信号计数利用at89c51单片机的定时器/计数器模块，可以很方便地对输入的信号进行计数。
通过对计数值的读取和处理，可以得到信号的频率。
3. 显示输出设计一个合适的显示模块，将测得的频率值以数字或者图形的方式呈现给用户，从而实现频率的测量和显示。
四、关键技术1. 定时器/计数器模块的应用at89c51单片机的定时器/计数器模块是实现频率计的关键。
通过合理的配置和使用，可以实现对复杂信号的准确测量。
2. 中断技术的应用在频率计的设计中，中断技术可以帮助我们实时地对信号进行处理，提高系统的实时性和准确性。
3. 数字滤波技术对于输入的信号，往往存在噪声和干扰，因此需要借助数字滤波技术对信号进行处理，提高测量的精度和稳定性。
五、实际应用基于at89c51单片机的频率计设计方法已经在许多实际应用中得到了广泛的应用。
基于AT89C51单片机嵌入式频率计的设计
基于AT89C51单片机嵌入式频率计的设计嵌入式频率计是一种用于测量频率的仪器，通常由单片机、显示屏、电源和输入输出接口等组成。
本文将以AT89C51单片机为核心，设计一种基于AT89C51单片机的嵌入式频率计。
首先，我们需要了解AT89C51单片机的特点和基本原理。
AT89C51是一款高性能、低功耗的8位CMOS单片机，具有4KB的闪存和128字节的数据RAM。
该单片机采用经典的8051核心，具备强大的计时/计数功能，适合于频率计的设计。
其次，我们需要确定输入输出接口和显示屏的类型和规格。
对于频率计来说，常用的输入方式有脉冲输入和信号输入，输出方式一般为显示屏或串口输出。
根据实际需求选择适合的输入输出接口和显示屏类型。
接下来，我们需要编写程序来实现频率计的功能。
首先，通过配置单片机的IO口为输入或输出，将脉冲输入连接到IO口上。
利用单片机的计时/计数功能，统计脉冲的数目，并将其转换成频率值。
然后，将频率值显示在显示屏上，以便用户查看。
在编写程序时，需要考虑到时钟频率和计数器的精度。
可以通过设置单片机的时钟频率，提高计数的精度。
同时，还可以根据实际情况选择合适的计数器，以适应不同的频率范围。
此外，还可以增加一些附加功能，如保存测量结果、设置警报阈值等。
通过设置相应的变量和标志位，可以实现这些功能，并通过显示屏或串口输出进行反馈。
最后，我们需要进行硬件连接和软件开发。
将单片机与显示屏、输入输出接口等相连，进行适当的调试和测试。
在开发过程中，需要注意硬件和软件的一致性，并及时修正错误和缺陷。
总之，基于AT89C51单片机的嵌入式频率计是一种简单而实用的测量仪器。
通过合理的硬件设计和软件开发，可以实现准确、稳定的频率测量，并具备一定的附加功能。
这种频率计不仅适用于实验室、工厂和仪表等领域，还可以用于学习和教育等用途。
利用TA89C2051设计的电子琴方案.
利用TA89C2051设计的电子琴方案声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机某个口线不断的输出“高”“低”电平，则在该口线上就能产生一定频率的方波，将该方波接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出波形的频率，从而改变音调。
乐曲中，每一音符对应着确定的频率，表1给出C调时各音符频率。
如果单片机某个口线输出“高”“低”电平的频率和某个音符的频率一样，那么将此口线接上喇叭就可以发出此音符的声音。
本系统就是根据此原理设计，对于AT89C2051单片机来说要产生一定频率的方波大致是先将某口线输出高电平然后延时一段时间再输出低电平，如此循环的输出就会产生一定频率的方波，通过改变延时的时间就可以改变输出方波的频率，而单片机延时主要有两种方法：第一种方法是使用循环语句来实现延时，让单片机循环的执行某条指令然后根据单片机每条指令运行的时间以及循环的次数来计算延时时间。
如下所示：在上面的延时程序中可以看出：DJNZ指令执行时间为2个机器周期，MOV 指令执行时间为1个机器周期，对于单片机的晶振频率为12MHz时机器周期为1 μ s。
因此可以根据这些指令的执行时间和每条指令的循环次．数计算出以上的延时程序延时时间大约为50ms。
但这种方法的计算的延时时间不是很准确并且为达到一定的延时时间先必须进行很复杂的运算。
所以在延时时间要求不严格的时候才采用这种方法。
但对于电子琴电路由于每个音符的频率值要求比较严格，变化范围不能太大，因此产生方波的频率也要求比较严格，不能采用延时程序来产生此方波。
第二种方法是使用单片机的定时／计数器延时。
AT89C2051单片机内部有两个16位的定时／计数器T0和T1，单片机的定时／计数器实际上是个计数装置它既可以对单片机的内部晶振驱动时钟计数也可以对外部输入的脉冲计数，对内部晶振计数时称为定时器，对外部时钟计数时称为计数器。
当对单片机的内部晶振驱动时钟计数时，每个机器周期定时／计数器的计数值就加1，当计数值达到计数最大值时计数完毕并通知单片机的CPU；对外部输入的时钟信号计数时，外部时钟的每个时钟上升沿定时／计数器的计数值就加1，当计数值达到计数最大值时计数完毕并通知单片机的CPU。
基于AT89C2051单片机的智能温度采集器设计
（９）负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不 能正常工作。
ＤＳｌ８８２０温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ＲＡＭ和一 个非易失性的可电擦除的ＥＥＲＡＭ。高速暂存ＲＡＭ的结构为８个字节的
存储器。结构如图４．１所示。头丽个字节包含测得的温度信息，第三和第 四字节是ＴＨ和ＴＬ的拷贝，是易失的。每次上电复位时被刷新。第五个字 节为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。ＤＳｌ８８２０ 工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。该字节各 位的定义为，低５位一直为ｌ，ＴＭ是测试模式位，用于设置ＤＳｌ８８２０在工 作模式还是在测试模式。
【关键词】单片机；ｊ［编语言；ＬＣＤ液晶；ＤＳｌ８８２０；Ｘ２５０４５
１．引言 随着社会的发展，人们对于居住环境的舒适程度要求越来越高。采 用智能温度计可以对室内温度进行高精度采集，从而满足人们的要求。 智能温度采集器系统由单片机主控模块、测温模块、存储模块、显示 模块、键盘接口模块共５个模块组成，电路系统框图如图所示。
５．施工检验及质量控制 （１）要加强对材料的管理与检验，对每个工点按规定作好砂料的筛分 及含泥量的控制．对编制供认的得理性能及尺寸按５％的机率抽检。不合 格品严禁使用。（２）检查砂袋是否饱满。灌砂量是否满足设计值，外观有 无裂缝、鼓包现象。（３）施工检查成孔位置，深度是否达到设计要求．砂袋 入并是否顺利，露出井外长度是否与理论值相符。（４）每天检查施工记 录，并与现场井位复核，避免露打、少打。（５）对３－５％的袋装砂井进行拉
（上接第１６９页） ３．２．测温予程序： 测温子程序的主要功能是负责读出并处理ＤＳｌ８８２０的测量温度值，
温度测量每ｌｅ进行一次。读出温度子程序的主要功能是读出ＲＡＭ中的 ９个字节，在读出时需进行ＣＲＣ校验，校验有错时不进行温度数据的改 写。ＤＳｌ８８２０高速暂存器共９个存存单元。分别是：００单元，温度低字节； ０１单元温度高字节；０２单元用户字节ｌ；０３单元，用户字节２；０４、０５单元， 保留字节；０６单元，计数器余值；０７单元，计数器／℃；０８单元。ＣＲＣ。
基于89C2051单片机控制的可控硅调速电路设计
基于89C2051单片机控制的可控硅调速电路设计本文主要介绍一种基于89C2051单片机控制的可控硅调速电路设计。
一、可控硅调速电路的基本原理可控硅调速电路是利用可控硅在导通状态时的阻值很小的特性，通过控制相位来控制电路中的电流大小，从而实现电机的调速。
其电路结构简单，成本低廉，广泛应用于工业控制中。
二、89C2051单片机的介绍89C2051单片机是一种高性能、低功耗的8位单片机，具有片内Flash存储器、片内RAM、定时/计数器、串行通信口等多种功能。
其特点是：易学易用，具有较高的可编程性和可扩展性。
三、可控硅调速电路设计步骤1.设计原理图可控硅调速电路的原理图分为两部分，分别是控制单元和功率单元。
其中，控制单元采用89C2051单片机，通过调节单片机端口的高低电平，控制可控硅的触发，从而控制电路中的电流大小。
功率单元包括变压器、可控硅和电机，其中变压器将交流电压转换成适合电机工作的交流低压，可控硅则控制交流电压的大小，从而实现电机的调速。
2.电路元件选型电路中各元件的选型需要根据具体的需求进行选择。
变压器需要选择符合电机工作电压和功率的产品；可控硅则需要根据具体的负载电流进行选择；电机也需要根据工作条件和负载要求进行选择。
3.编写程序编写程序需要根据具体的需求进行设计。
首先需要进行可控硅触发角度的计算，确定电路中可控硅的触发时机。
然后通过编写程序，控制单片机端口的高低电平，实现对可控硅的触发控制，从而控制电路中的电流大小，实现电机的调速。
四、可控硅调速电路设计注意事项1.元件选型时需要注意每个元件的参数和相互匹配的要求，以确保电路的稳定性和可靠性。
2.编写程序时需要注意程序的正确性和有效性，以确保控制的准确性和效率。
3.在搭建电路时需要注意电路的安全性和可靠性，以避免电路故障和安全事故的发生。
以上就是基于89C2051单片机控制的可控硅调速电路设计的相关介绍。
通过合理的电路设计和程序编写，可以实现电机的调速，并在工业生产和控制中得到广泛应用。
基于AT89C51单片机频率计的设计（含程序）
AT89C51单片机频率计的设计摘要基于在电子领域内,频率是一种最基本的参数,并与其他许多电参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的关系。
由于频率信号抗干扰能力强、易于传输，可以获得较高的测量精度。
因此,频率的测量就显得尤为重要，测频方法的研究越来越受到重视。
频率计作为测量仪器的一种，常称为电子计数器，它的基本功能是测量信号的频率和周期频率计的应用范围很广,它不仅应用于一般的简单仪器测量,而且还广泛应用于教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等其它领域。
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子侧量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代侧量仪器。
频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。
目前,市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计,但价格不菲。
为适应实际工作的需要,本次设计给出了一种较小规模和单片机(AT89C51)相结合的频率计的设计方案,不但切实可行,而且体积小、设计简单、成本低、精度高、可测频带宽，大大降低了设计成本和实现复杂度。
频率计的硬件电路是用Ptotues绘图软件绘制而成，软件部分的单片机控制程序，是以KeilC做为开发工具用汇编语言编写而成，而频率计的实现则是选用Ptotues仿真软件来进行模拟和测试。
关键词：单片机；AT89C51；频率计；汇编语言选题的目的意义数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。
其基本原理就是用闸门计数的方式测量脉冲个数。
频率是单位时间（ 1s ）内信号发生周期变化的次数。
如果我们能在给定的 1s 时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。
数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。
基于89C2051的智能闹钟设计与实现
引言目前市面上的数字闹钟种类繁多，有可爱型的，有带计算器的，有数码管显示的，有液晶显示的等等，但大多数的闹钟的闹铃声都比较单调、刺耳。
本文介绍的智能闹钟主要是针对改进闹铃声的问题而设计的，具有精度高、闹铃悦耳、成本低廉、调试方便、实用性强等特点。
特别适合初学者习作，也可将其稍作修改形成产品推向市场。
１工作原理本设计的主要思路是利用单片机控制系统构成整个电路的核心，它完成整个系统的信息处理及协调功能。
考虑各功能的实现所需，本次设计主要是选用ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴ８９Ｃ２０５１芯片。
ＡＴ８９Ｃ２０５１是与８０５１兼容的ＣＨＭＯＳ微控制器，其Ｆｌａｓｈ存储器容量为２ＫＢ，与ＣＨＭＯＳ工艺的８０５１一样，支持软件选择的空闲和掉电两种节电方式。
在电路中，ＡＴ８９Ｃ２０５１一是要及时响应键盘引起的中断信号；二是不断循环将时间显示在数码管上；三是对设置的闹钟时间与实时时间比较，如时间相同且闹铃开启，则蜂鸣器将会响起音乐１分钟。
若要停闹，只须按一次相应的闹铃开关键即可。
２硬件电路原理图如图１所示。
２．１复位及晶体振荡电路采用按键复位电路，由一只２２ｕＦ电解电容、两只１０Ｋ电阻与一只按键组成。
两只２０ｐ电容与一只１１．０５９２ＭＨＺ晶体组成振荡电路。
２．２按键电路由Ｐ３．０￣Ｐ３．５连接按钮，用于输入校时、定时信号和停止信号。
Ｓ１（Ｐ３．７）为手动校时的位选选择按键，可以单独显示分位、时位，且按三次显示正常。
Ｓ２（Ｐ３．０）为时钟加１键。
Ｓ３（Ｐ３．１）为时钟减１键。
Ｓ４（Ｐ３．４）为设定闹钟时的位选按键，可以单独显示分位、时位，且按三次显示正常。
Ｓ５（Ｐ３．５）为关闭闹铃键。
２．３ＬＥＤ显示及驱动电路此处全部选用红色高亮度共阴ＬＥＤ，８９Ｃ２０５１基于８９Ｃ２０５１的智能闹钟设计与实现林（金华职业技术学院，浙江金华３２１０１７）摘要：本文介绍了用８９Ｃ２０５１实现智能闹钟的设计方法。
所设计的智能闹钟具有数显时间、校时、设定闹钟时间、音乐提醒等功能。
基于AT89C2051单片机的频率计设计
第25卷第4期微计算机应用Vol.25,No.42004年7月MICROCOMPU TER APPL ICA TIONS J ul.,2004本文于2004-07-01收到,2004-04-19收到修改稿。
基于AT89C2051单片机的频率计设计杜 刚 高 军 童宁宁(空军工程大学导弹学院三原713800)摘要:本频率计设计以A T89C2051为核心,应用单片机的算术运算和控制功能并采用串口液晶显示块实时地将所测频率显示出来。
使用串口的液晶显示模块,节省了单片机的口线和外围器件,简化了显示部分的编程控制。
使用高效的快速转换算法和用来测量信号多倍周期的分频电路计算信号频率,既保证了系统的测频精度,又使系统具有较好的实时性。
在本设计中实现了频率信号的实时高精度地测量与显示。
关键词:频率测量 单片机 分频 串行液晶显示 数据处理The Design of the Cymometer B ased on Processor AT 89C 2051DU G ang ,G AO J un ,TON G Hingning(The Missile Institute of Air Force Engineering University ,Sanyuan ,713800,China )Abstract :In this paper ,a cymometer based on processor A T89C2051is designed.By making fulluse of singlechip s ability to calculate and control ,frequency can be displayed instantly on liquid crystal dis 2play with serial data transfer.It can economize system port and peripheral equipment ,cut short pro 2gramme in display.It can meet the needs of high accuracy and short measuring time to use efficient and fast conversion arithmetic and frequency division circuit measuring signal s multi 2cycle to calculate frequen 2cy.The frequency can measured and dis played precisely and instantly in the design.K ey w ords :frequency measurement ,frequency division ,microcontroller ,serial liquid crystal dis 2play ,data processing1 系统概述111 系统组成所设计的频率计的测量范围为1kHz 到99kHz ,采用8位频率值显示并且包含两个小数图1 系统硬件框图位。
基于测试调频信号的AT89C2051数字频率计的软件设计
图 １ 计 数 芯 片 设 计 频 率 计 的 基 本 原理
计 数 芯 片 是 通 过 外 部 时 钟 电 路 产 生 的 时 间基 准信 号 控 制计 数器 的 计数 和保 持 状态 的 ， 计 数 器 的 测 量 精 度 很 大 程 度 上 就 取 决 于 时 间基 准信 号 的精 度 。其 次 ，要 实现 量 程转 换 ， 需 要 人 为 选 择 量 程 ， 对 时 钟 电路 产 生 的 时 间信 号 分频 得 到不 同量 程 所需 的 时间 基准 信 号 ， 完 成 一 次 计 数 后 要 对 电 路 产 生 控 制 信 号 送入 计数 器 ，使 计 数 器清 零 以便 下一 次计 数 ， 这 使 得 电 路 比 较 复 杂 。 再 者 ， 这 种 专 用 邕 ： 片 的价格 比较 高 ，就 决定 了制 作 的频 率计 的 成 本 会 很 高 。 基 于 以上 考 虑 ， 就 否 定 了 这 种用计 数芯片计数 的方法 。 方案２ ：现 在 单 片 机 的使 用 比较 广 泛 ， 我 们 可 以考 虑 用 单 片机 设 计频 率 计 。 使 用 单 片 机 设 计时通常采用两种办法：１ ）使 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；２ ）单 片 机 外 部 使 用 计 数 器 对 脉 冲 信 号 进 行 计 数 ， 计 数 值 再 由 单 片 机 读 取 。 这 里 我 们 用 第 一 种 的 直 接 测 频法 。 以Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ２ ０ ５ １ 单 片 机 为 核 心， 利 用 其 内部 的 定 时 （ 计数） 器 来 完 成 待 测信 号 频率的测量。单片机的其中一个定时／ 计 数器 定 时 ，另 一 个 计 数 。 另 外 还 可 以通 过 软 件 编 程 实 现 自动 换 档 ，使 电路 结 构 大为 简 化 。 比 较 以 上 两 种 方 案 ，很 容 易 发 现 两 者 的
89C2051单片机数码管时钟的设计
毕业设计（论文）课题数码管时钟类别 毕业设计说明 毕业设计论文系科电子工程系专业 应用电子技术 应用电子技术/应用英语电气自动化技术 电气自动化技术/市场营销计算机应用技术 计算机应用技术/广告设计与策划班级电气061D 姓名完成日期指导教师基于89C2051单片机数码管时钟的设计摘要本设计论文介绍了选用AT89C2051单片机来控制数码管时钟的硬件结构与软件设计,给出了汇编源程序。
此数码管时钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
它的计时周期为24小时，时、分调整可通过触摸按键来实现。
电路由LED 数码管、时钟电路、复位电路等部分组成。
用晶体振荡器产生时间标准信号，这里采用石英晶体振荡器。
根据60秒为1分、60分为1小时、24小时为1天的计数周期，分别组成两个60进制（秒、分）、一个12进制（时）的计数器。
构成秒、分、时的计数，实现计时的功能。
显示器件选用LED七段共阳极数码管，在9012输出的驱动下，显示出清晰、直观的数字符号。
针对数字钟会产生走时误差的现象，在电路中就设计有校准时间功能的电路。
关键词：LED数码管；AT89C2051；时钟电路；复位电路Design of Nixie Tube Clock Based on AT89C2051AbstractThe paper mainly presents the hardware and software design of the digital clock using AT89C2051.The source program using assemble language is given. This digital clock is a time-device , which can display “hour”,” minute”，“second”. Its time period is 24 hours and the full scale of the display is 23 hours, 59miutes，59 seconds and it has the function of time adjustment . The circuit const ants of the clock pula’s generator, the clock counter, decoding drive circuit, digital display circuit and the time adjustment circuit. It generates time standard signal using crystal oscillator, here is the quartz crystal oscillator. Because 60 seconds is 1 minute, 60 minute is 1 hour and 24 hours is 1 day. We uses two counters of 60 parts and counter of 60 parts and a counter of 24 parts separately to constitute the count of percentage of second , second, minute , and hour .So it can realize time function . Display comport selects six-segment numerical tube LED. Driven by decoding output circuit, it can display showing clear and intuitive figures. Due to walking error of digital clock, we design time calibration circuit in the system.Key word: Nixie Tube Clock; AT89C2051; Clock display circuit; Reset circuit目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1 数字钟的功能实现与设计方案 (2)1.1数字钟的设计要求及功能 (2)1.2 方案的确定 (2)2 数字硬件系统设计 (3)2.1数字钟的硬件电路的设计 (3)2.1.1 系统时钟电路的设计 (3)2.1.2 系统复位电路的设计 (3)2.1.3 按键与按钮电路设计 (4)2.1.4数字钟的显示电路设计 (4)2.2 数码管的结构 (5)2.2.1 数码管的内部结构 (5)2.2.2 数码管的外部结构 (5)3系统主要程序的设计 (6)3.1 主程序 (6)3.2 显示子程序 (7)3.3 定时器T0中断服务程序 (7)3.4定时器T1中断服务程序 (8)3.5调时功能程序 (9)4 硬件电路的焊接 (9)4.1 电烙铁使用 (9)4.2 对焊接点的基本要求 (9)4.3 焊接过程 (9)4.4 在调试中遇到的问题 (10)5软件电路的调试 (10)5.1软件电路调试 (10)5.2 系统程序调试 (13)总结 (15)参考文献...................................................................... - 1 - 致谢.......................................................................... - 2 - 附录1 ........................................................................ - 3 - 附录2 （作品成品照片）........................................................ - 4 - 附录3（软件程序清单）......................................................... - 5 -引言20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
基于AT89C51单片机的频率计设计
基于AT89C51单片机的频率计设计频率计是一种测量信号频率的仪器。
在工业自动化、仪器仪表和电子实验等领域广泛应用。
本文将基于AT89C51单片机设计一个简单的频率计。
一、设计原理频率计的工作原理是通过计数单位时间内输入信号的脉冲数量，并将其转化为频率进行显示。
本设计使用AT89C51单片机作为控制核心，采用外部中断引脚INT0作为计数脉冲输入口，通过对计数器的计数值进行处理，最终转化为频率并在LCD1602液晶屏上进行显示。
二、硬件设计硬件电路主要包括AT89C51单片机、LC1602液晶显示屏、脉冲输入引脚INT0，以及供电电路等。
其中，AT89C51单片机的P0口用于与LC1602液晶屏的数据口连接，P2口用于与液晶屏的控制口连接。
脉冲输入引脚INT0连接到外部信号源，通过中断请求实现计数器的计数功能。
液晶显示屏的VDD和VDDA引脚接5V电源，VSS和VSSA引脚接地，RW引脚接地，RS引脚接P2.0，E引脚接P2.1，D0-D7引脚接P0口。
三、软件设计软件设计主要包括初始化设置、中断服务程序、计数器计数和频率转换、液晶屏显示等模块。
1.初始化设置：首先设置P0和P2为输出端口，中断引脚INT0为外部触发下降沿触发中断，计数器为初始值0。
2.中断服务程序：中断服务程序负责处理外部脉冲输入引脚INT0的中断请求。
每当INT0引脚检测到下降沿时，计数器加13.计数和频率转换：在主函数中，通过读取计数器的值并根据单位时间计算频率。
通过AT89C51单片机的定时器模块，我们可以设置一个单位时间进行计数。
在单位时间结束后，将计数器的值除以单位时间得到频率。
4.液晶屏显示：通过P0口向液晶屏的数据口发送频率值，并通过P2口向液晶屏的控制口发送控制信号，完成频率的显示。
四、测试结果将生成的二进制固件烧录到AT89C51单片机中，将脉冲信号输入到INT0引脚，即可在LCD1602液晶显示屏上看到实时的频率值。
基于AT89C2051的智能频率计设计
第 卷 第 期年 月南京工程学院学报(自然科学版)Journal of Nanjing Institute of Technology (Natural Science Edition )Vol. ,No. Dec., 文章编号: ( )基于A T C 的智能频率计设计收稿日期:作者简介:邵祥兵( ),男,在职硕士研究生,工程师,主要从事仪器仪表及自动化技术应用研究与开发.E m ail :xbshao .com邵祥兵 赵建峰(南京工程学院自动化系,江苏 南京, )摘 要:Freq DF 是一种基于A T C 单片机设计的自适应时标选择嵌入式智能频率计.它采用模糊集合算法编写自适应时标选择程序,以UART 方式发送测量数据.具有最小硬件支持(单片 ),可方便地嵌入到用户系统中,自动完成频率信号的测量、显示,以及与用户系统之间的实时数据传输.测量范围 . Hz ～ MHz ,TTL 信号,测量结果与通用频率计的测量完全一致.关键词:频率计;单片机;嵌入式系统中图分类号:TP 文献标识码:BThe Embedded Design of the IntelligentCymometer B ased on AT CSHAO Xiangbing ZHAO Jianfeng(Dept.of Automation ,Nanjing Institute of Technology ,Nanjing ,China )Abstract :The Freq DF is a kind of self 2adapted embedded intelligent cymometer based on A T C .Its time standard selective programs are based on fuzzy arithmetic and the measured data are output in accordance with the UART model.The Freq DF can be embedded into users’systems.Its function includes measuring and displaying the fre 2quency signals ,and transmitting real time data between users.Its measurement ,identical with that of the common fre 2quency meters ,is from . Hz to MHz ,and it’s adapted to TTL signals.K ey w ords :cymometer ;single 2chip microprocessor ;embedded design system1 引言信号频率测量一般均按照频率的概念设计实现,并且大多使用专用频率测量芯片(如ICM 、ICM 等)[ ].由于这些专用芯片不具有智能接口,如果希望将该芯片嵌入到用户应用系统中来完成某一频率信号的智能化测量,显示和测量数据传输等功能时将是十分困难的.本文介绍一种自行设计的基于单片机A T C (以下简称 )的嵌入式自适应时标选择智能频率计,它具有最小的硬件支持(单片 ),可以方便地嵌入到用户系统中,自动完成频率信号的测量、显示,以及与用户系统之间实时数据传输功能.本频率计的输入信号为 . Hz ～ MHz ,标准TTL 电平频率信号.2 设计思想嵌入式设计一般具有三种形式:系统级、板级和芯片级[ ].本频率计设计就是基于芯片级的设计思想来实现的.是Atmel 公司开发的简约型MCS 系列单片机,它具有完全的 单片机内核,兼容 指令系统.在硬件资源上有 个I/O 端口线可供用户直接使用,同时,其P 端口线还都具有第二功能,即两个串行I/O 端线,两个外部中断I/O 端线,两个定时器/计数器I/O 端线等.这些基本资源为本频率计的设计提供了硬件保障[ ].在本频率计设计中,使用 的计数器T 作为待测频率信号的脉冲输入计数部件,定时器T 作为自适应时标控制部件.每次新的测量都是基于前次测量结果为预测输入量,然后根据模糊集合算法,得到自适应选择时标的合适参数.读取在该时标下T 的计数值,通过对该数据进行计算处理、数制转换处理等,将测量结果以十进制数据形式显示在L ED 数码管上,同时,通过串行数据传输线向用户系统以异步串行方式传输该测量结果.3 硬件设计[ , ]本设计基于芯片级嵌入式思想,充分利用 本身硬件资源,形成最小硬件系统,如图 所示.图中P 端口的 个端子作为L ED 显示器的段码控制端,P 端口的P . 、P . 、P . 、P . 作为位控制端. 的I/O 端口低电平灌电流达 mA ,可以直接作为L ED 数码管的位驱动端线.然而,它的高电平拉电流输出能力却十分有限,因此需要使用上拉电阻(R ～R ,阻值为Ω)来扩展其电流输出能力.这里,L ED 显示部件选用共阴型、高亮度数码管.图 硬件原理框图在本频率计的硬件中,直接使用 的P . (Txd )作为与用户异步串行通讯的端口,默认用户也是TTL 电平信号,因此可以直接连接,实现测量数据的传输.4 软件设计[ , ]本频率计设计采用自适应时标选择方式,根据待测信号的频率大小,采用模糊集合算法,得到合适的控制时标,以满足测量精度和测量反应速度综合指标要求.软件程序采用模块化设计技术,设计思想清晰46 南京工程学院学报(自然科学版) 年 月图 主程序模块流程图 T 中断服务子程序流程明了 为以后系统在功能上的开发提供了支持 也为用户将此频率计软件直接嵌入到用户系统中提供了方便 同时注意了程序执行顺序细节上的偏差 消除了测量过程引起的相对误差. 主程序模块设计本频率计采用主体模块管理下的单元功能模块设计风格,如图 所示.在主体模块中完成对定时器/计数器T 和T 、串行口的设置和复位后缓冲区数据初值的设置,以及各种程序运行标志位初值的设定工作.T 、T 模块程序完成对待测信号脉冲计数、时标选择控制以及自适应选择时标的功能.在主管理模块中,还完成对频率采集数据的计算处理、数制转换、数据传输,以及调用显示模块显示测量结果等功能.56第 卷第 期 邵祥兵等:基于A T C 的智能频率计设计 本模块单元是系统的核心管理部分,为使动态显示时不出现闪烁现象,程序要求不重复计算采集的频率数据,因此,在每次计算结束以后都清除新采集数据标志位(在每次采集到新数据时置位).. 频率信号计数模块程序设计最高计数频率为时钟信号频率的 / ,在工作时钟为 MHz 时,它能对外部脉冲信号的最高计数频率为 MHz.本频率计预定时标最小值为 . s ,最大值为 . s ,在这个时标区间里,应用模糊集合算法得到合适的时标参数.在最小时标 . s 时,对最高频率( MHz )的待测信号最大计数是 ,因此,可以采用T 为 位计数器工作方式(计数最大值为 ),能够确保在最小时标测量状态下T 计数器不溢出.实际应用中,待测信号的频率是随机的,智能测量仪表要求系统能够根据待测信号的频率大小完成时标的自适应选择.待测信号频率一定时,时标过大,T 计数值就会溢出,这时,系统能够自动判别,依据模糊理论控制算法,缩小时标,直到满足测量要求或达到最小时标.由前面的分析知道,待测信号在最小时标时,T 计数器理论上应当不会溢出,如果这时T 仍然有溢出,说明输入待测信号的频率已经超出了指标允许范围,系统给出错误信息指示.该功能由T 的中断服务子程序来完成,程序流程如图 所示. . 时标自适应选择模块程序设计本模块程序采用模糊集合算法思想编写,与前面的T 中断服务程序一起完成对时标的自适应选择.根据模糊控制原理,每次测量之前,依据前次对待测信号的采样结果,得到模糊控制器的输入变量,并将此变量的精确值模糊化,再根据模糊输入变量及模糊控制规则计算模糊控制量,将模糊控制量再进行非模糊化,即可得到精确控制量,这个精确控制量即是所要得到的控制时标.这样使得测量时标一直处于一个合适的状态,使T 的计数值在满量程的 %以上,测量精度保持在较高的水平.在本模块中,实现了时标与计数值的优化选择.这样,随着待测信号频率的不同,系统自动选择一个合适的时标值与之对应,达到了测量精度和测量反应速度综合指标的提高.该模块T 中断服务程序的软件流程如图 所示.. 动态显示模块程序设计由于 端口引出线数量的限制,本频率计采用 位L ED 数码管显示测量结果.为了能在 . Hz ～ MHz 的测量范围内有效且高精度地显示测量结果,采用动态浮动显示方式,数据显示单位为千赫兹(kHz ).在 . kHz ～ . kHz 之间,首位为 时,显示自动消隐,小数点左移,使得显示总是保持 位有效数字.在数据小于 Hz 时,显示格式为3.3其中, 表示显示结果乘以 ,显示单位仍然是kHz.. 数据传输模块程序设计在本设计中,数据传输约定采用异步串行通信方式,每帧数据中包含 个起始位、 个数据位、 个奇偶校验位和 个停止位.波特率为 bps.采用ASCII 字符格式,如下:33333333%其中,“ ”代表本次测量数据传输的开始符,“%”代表本次测量数据传输的结束符,“3”代表实际要66 南京工程学院学报(自然科学版) 年 月图 T 中断服务子程序流程传送的十进制数据的字符 ～ ,前 个“3”是整数部分,后 个“3”是小数部分,单位为kHz.由于 C 内部只有两个定时器/计数器,因此,这里在数据传输时要改变T 的工作方式为波特率发生器方式,传输完成以后,再改回原来的定时器工作方式.5 嵌入式应用及量程扩展技术本频率计是基于嵌入式思想设计的,它可以嵌入到用户系统中去,用于对某一频率信号的测量、显示和数据传输等工作.但是,其 . Hz～ MHz的测量范围使其应用场合受到了限制,因此,在需要较大测量范围的时候,可以在信号输入的前级增加一个十分频器或一个百分频器(例如,选用甚高速器件的同步双十进制计数器 F ,其工作频率可达 MHz,做分频器使用),这样可以使得本频率计能够测量 . Hz～ MHz或 . Hz～ MHz的信号频率.当然,扩展量程以后,由于显示器位数的限制,显示有效数字的的精度将有所降低.如果既要保持测量精度,又要扩大量程范围,可以使用Atmel公司产品A T C 单片机代替A T C ,它具有更多的I/O端口引出线( 根).例如,使用端口P 或P 读取 位二进制计数器(例如,选用甚高速器件同步双二进制计数器 F ,工作频率可达 MHz,做分频器使用)的输出,与T76第 卷第 期 邵祥兵等:基于A T C 的智能频率计设计 计数器一起组成24位计数器.这样就可以消除低位读数因舍去带来的误差,而且还可以增加显示有效数字的位数,能够定点显示出 . Hz ～ MHz 的数据.6 误差分析[ ]采用本设计思想研制的频率计,影响其测量精度的主要因素在于系统时钟信号的性能和温度稳定性.在要求精度高的场合,可以选用超高精度的 MHz 晶体振子TCXO 器件,它具有对温度进行自动补偿的功能,稳定性可达± ppm.引起误差的另一个因素,就是在闸门的启闭时标周期(Tg )内,输入信号是随机的,T 的计数值(N )有± 个的误差,此属于系统量化误差r ,则有r /N /T g f x其中,f x 是待测信号的频率.可见,这个误差在信号频率较高的情况下,引起的相对误差较小,在信号频率低的情况下,就不能忽视这个因素了.此时,以动态扩大时标(Tg )的方法,增大计数值的绝对量N ,可以降低所引起的相对误差.表 频率实测数据对比表项 目E B 频率计测量值/kHz. . . . . . . Freq DF 频率计测量值/kHz . . . . . . . 7 结语以本文所述思想设计研制的Freq DF 频率自适应测量芯片,可以自成系统,只要配以外部时钟电路、复位电路和L ED 数码显示器件就可以组成一个能自动测量 . Hz ～ MHz 信号(TTL 电平)频率的频率计.在实际测量和应用中,本频率计达到了十分满意的测量精度.以南京电讯仪器厂生产的E B 型通用频率计为基准对比测量,测量结果见表 所示.可见,在 . Hz ～ . kHz 之间测量的结果两者具有很好的一致性.该频率计经用户多年的使用,反映良好.参考文献:[ ] 崔夏荣.一种新型频率计的设计[J ].南平师专学报, ,( ): .[ ] 王志平,熊光泽.一个多处理嵌入式实时操作系统的设计与实现[J ].计算机应用, , ( ): .[ ] 余永权.ATMEL 系列单片机应用技术[M ].北京:北京航空航天大学出版社, .[ ] 李华.MCS 系列单片机实用接口技术[M ].北京:北京航空航天大学出版社, .[ ] 周航慈.单片机应用程序设计技术[M ].北京:北京航空航天大学出版社, .[ ] 冯冬青,谢宋和.模糊智能控制[M ].北京:化学工业出版社, .[ ] 杨霓清.用单片机实现精密测频的方法[J ].山东大学学报(工学版), , ( ): .[责任编校:胡可乐]86 南京工程学院学报(自然科学版) 年 月。
基于AT89C2051单片机的定额感应计数器的设计
基于AT89C2051单片机的定额感应计数器的设计
基于AT89C2051单片机的定额感应计数器，是一种高精度计
数器，在多种工业领域中得到广泛应用。
该设计基于单片机，集成计数、显示等功能于一体，能够实现对定额物品数量的准确监控和统计。
该计数器的设计思路是依靠定额物品在传送带上通过设定的检测传感器的时候，传感器会对物品进行检测，当检测到物品后，即可触发计数器的运行，直到物品数量达到设定数量时，计数器会自动停止，并通过液晶显示屏展示出计数结果。
其具体设计可以分为以下几个步骤：
1.硬件设计
该计数器的硬件设计应包括主控单元、传感器、开关和显示等模块。
主控单元采用AT89C2051单片机，传感器采用现有的
光电传感器，开关和显示等模块则可选用联合模块ATOMATER。
2.软件设计
该计数器的软件设计应包括键盘输入、定额数值设定、计数呈现等模块。
键盘输入模块可以实现对计数器参数的设置，定额数值设定模块则可以设定计数器完成的定额数量，计数呈现模块可以通过液晶显示屏展示出所计数的数量。
3.系统调试
在系统调试阶段，主要需要对硬件系统和软件程序进行测试和验证。
在测试过程中，需要传送带稳定运行，并不断投入各种物品，以检验计数器准确率和稳定性。
总结而言，基于AT89C2051单片机的定额感应计数器是一种功能完善、性能稳定的计数器。
它通过传感器和液晶等模块，实现了对定额物品的实时监测和统计功能，为工业生产提供了可靠的计数支持。
基于AT89C51单片机的频率计设计
基于AT89C51单片机的频率计设计1、频率计方案概述本频率计的设计以AT89S51单片机为核心，利用他内部的定时／计数器完成待测信号周期／频率的测量。
单片机AT89S51内部具有2个16位定时／计数器，定时／计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出时中断要求的功能。
在定时器工作方式下，在被测时间间隔内，每来一个机器周期，计数器自动加1（使用12 MHz时钟时，每1μs加1），这样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。
在计数器工作方式下，加至外部引脚的待测信号发生从1到0的跳变时计数器加1，这样在计数闸门的控制下可以用来测量待测信号的频率。
外部输入在每个机器周期被采样一次，这样检测一次从1到0的跳变至少需要2个机器周期（24个振荡周期），所以最大计数速率为时钟频率的1／24（使用12 MHz时钟时，最大计数速率为500 kHz）。
定时／计数器的工作由运行控制位TR控制，当TR置1，定时／计数器开始计数；当TR清0，停止计数。
本设计综合考虑了频率测量精度和测量反应时间的要求。
例如当要求频率测量结果为3位有效数字，这时如果待测信号的频率为1 Hz，则计数闸门宽度必须大于1 000 s。
为了兼顾频率测量精度和测量反应时间的要求，把测量工作分为两种方法：（1）当待测信号的频率＞100 Hz时，定时／计数器构成为计数器，以机器周期为基准，由软件产生计数闸门，计数闸门宽度＞1 s时，即可满足频率测量结果为3位有效数字；（2）当待测信号的频率＜100 Hz时，定时／计数器构成为定时器，由频率计的予处理电路把待测信号变成方波，方波宽度等于待测信号的周期。
这时用方波作计数闸门，当待测信号的频率＝100 Hz，周期为10ms，使用12 MHz时钟时的最小计数值为10 000，完全满足测量精度的要求。
2频率计的量程自动切换使用计数方法实现频率测量时，外部的待测信号为单片机定时／计数器的计数源，利用软件延时程序实现计数闸门。
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基于A T 89C2051的智能频率计设计邵祥兵赵建峰(南京工程学院自动化系，江苏南京，210013>摘要:Freq-4DF是一种基于AT89C2051单片机设计的自适应时标选择嵌入式智能频率计.它采用模糊集合算法编写自适应时标选择程序，以DART方式发送测量数据.具有最小硬件支持(单片2051 )，可方便地嵌入到用户系统中，自动完成频率信号的测量、显示，以及与用户系统之间的实时数据传输.测量范围O.1Hz-1MHz, TTL信号，测量结果与通用频率计的测量完全一致.关键词:频率计;单片机;嵌入式系统中图分类号:TP211文献标识码:BT he Embedded Design of the IntelligentCymometerBased on AT89C2051SHAO Xiangbing ZHAO Jianfeng(Dept. of Automation, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 210013, China)Abstract:The Freq-4DF is a land of self-adapted embedded intelligent cymometer based on AT89C2051.Its timestandard selective programs are based on fuzzy arithmetic and the measured data are output in accordance with the DARTmodel. The Freq-4DF can be embedded into users systems. Its function includes measuring and displaying thefrequency signals, and transmitting real time data between users. Its measurement, identical with that of the common frequency meters, is from 0.1Hz to 1MHz, and it s adapted to TTL signals.Key words:cymometer;single-chipmicroprocessor;embedded design system1引言信号频率测量一般均按照频率的概念设计实现，并且大多使用专用频率测量芯片(如ICM7216,ICM7240等).由于这些专用芯片不具有智能接口，如果希望将该芯片嵌入到用户应用系统中来完成某一频率信号的智能化测量，显示和测量数据传输等功能时将是十分困难的.本文介绍一种自行设计的基于单片机AT89C2051 C以下简称2051的嵌入式自适应时标选择智能频率计，它具有最小的硬件支持(单片2051)，可以方便地嵌入到用户系统中，自动完成频率信号的测量、显示，以及与用户系统之间实时数据传输功能.本频率计的输入信号为0. 1Hz一1MHz，标准TTL电平频率信号.2设计思想嵌入式设计一般具有三种形式:系统级、板级和芯片级[2].本频率计设计就是基于芯片级的设计思想来实现的.2051是Atmel公司开发的简约型MCS-51系列单片机，它具有完全的51单片机内核，兼容51指令系统.在硬件资源上有15个I/O端口线可供用户直接使用，同时，其P3端口线还都具有第二功能，即两个串行I/O端线，两个外部中断I/O 端线，两个定时器/计数器I/O端线等.这些基本资源为本频率计的设计提供了硬件保障.在本频率计设计中，使用2051的计数器TO作为待测频率信号的脉冲输入计数部件，定时器T1作为自适应时标控制部件.每次新的测量都是基于前次测量结果为预测输入量，然后根据模糊集合算法，得到自适应选择时标的合适参数.读取在该时标下TO的计数值，通过对该数据进行计算处理、数制转换处理等，将测量结果以十进制数据形式显示在LED数码管上，同时，通过串行数据传输线向用户系统以异步串行方式传输该测量结果.3硬件设计本设计基于芯片级嵌入式思想，充分利用2051本身硬件资源，形成最小硬件系统，如图1所示.图中P1端口的s个端子作为LED显示器的段码控制端，P3端口的P3.2,P3.3,P3.5,P3.7作为位控制端.2051的I/O端口低电平灌电流达20mA，可以直接作为LED数码管的位驱动端线.然而，它的高电平拉电流输出能力却十分有限，因此需要使用上拉电阻(R1- R8，阻值为510Ω)来扩展其电流输出能力.这里，LED显示部件选用共阴型、高亮度数码管.图1硬件原理框图在本频率计的硬件中,直接使用2051的P3.1(Txd)作为与用户异步串行通讯的端口,默认用户也是TTL电平信号,因此可以直接连接,实现测量数据的传输.4软件设计本频率计设计采用自适应时标选择方式,根据待测信号的频率大小,采用模糊集合算法,得到合适的控制时标,以满足测量精度和测量反应速度综合指标要求.软件程序采用模块化设计技术,设计思想清晰明了,为以后系统在功能上的开发提供了支持,也为用户将此频率计软件直接嵌入到用户系统中提供了方便.同时注意了程序执行顺序细节上的偏差,消除了测量过程引起的相对误差.4.1主程序模块设计本频率计采用主体模块管理下的单元功能模块设计风格,如图2所示.图2主程序模块流程在主体模块中完成对定时器/计数器T0和T1、串行口的设置和复位后缓冲区数据初值的设置,以及各种程序运行标志位初值的设定工作.T0、T1模块程序完成对待测信号脉冲计数、时标选择控制以及自适应选择时标的功能.在主管理模块中,还完成对频率采集数据的计算处理、数制转换、数据传输,以及调用显示模块显示测量结果等功能.本模块单元是系统的核心管理部分,为使动态显示时不出现闪烁现象,程序要求不重复计算采集的频率数据,因此,在每次计算结束以后都清除新采集数据标志位(在每次采集到新数据时置位).4.2频率信号计数模块程序设计2051最高计数频率为时钟信号频率的1/24,在工作时钟为24MHz时,它能对外部脉冲信号的最高计数频率为1MHz.本频率计预定时标最小值为0.05s,最大值为 1.6s,在这个时标区间里,应用模糊集合算法得到合适的时标参数.在最小时标0.05s时,对最高频率(1MHz)的待测信号最大计数是50000,因此,可以采用T0为16位计数器工作方式(计数最大值为65535),能够确保在最小时标测量状态下T0计数器不溢出.实际应用中,待测信号的频率是随机的,智能测量仪表要求系统能够根据待测信号的频率大小完成时标的自适应选择.待测信号频率一定时,时标过大,T0计数值就会溢出,这时,系统能够自动判别,依据模糊理论控制算法,缩小时标,直到满足测量要求或达到最小时标.由前面的分析知道,待测信号在最小时标时,T0计数器理论上应当不会溢出,如果这时T0仍然有溢出,说明输入待测信号的频率已经超出了指标允许范围,系统给出错误信息指示.该功能由T0的中断服务子程序来完成,程序流程如图3所示.图3 T0中断服务子程序流程4.3时标自适应选择模块程序设计本模块程序采用模糊集合算法思想编写,与前面的T0中断服务程序一起完成对时标的自适应选择.根据模糊控制原理,每次测量之前,依据前次对待测信号的采样结果,得到模糊控制器的输入变量,并将此变量的精确值模糊化,再根据模糊输入变量及模糊控制规则计算模糊控制量,将模糊控制量再进行非模糊化,即可得到精确控制量,这个精确控制量即是所要得到的控制时标.这样使得测量时标一直处于一个合适的状态,使T0的计数值在满量程的50%以上,测量精度保持在较高的水平.在本模块中,实现了时标与计数值的优化选择.这样,随着待测信号频率的不同,系统自动选择一个合适的时标值与之对应,达到了测量精度和测量反应速度综合指标的提高.该模块T1中断服务程序的软件流程如图4所示.4.4动态显示模块程序设计由于2051端口引出线数量的限制,本频率计采用4位LED数码管显示测量结果.为了能在0.1Hz～1MHz的测量范围内有效且高精度地显示测量结果,采用动态浮动显示方式,数据显示单位为千赫兹(kHz).在0.010kHz～999.9kHz之间,首位为0时,显示自动消隐,小数点左移,使得显示总是保持4位有效数字.在数据小于10Hz 时,显示格式为：＊.＊- 3其中,- 3表示显示结果乘以10- 3,显示单位仍然是kHz.4.5数据传输模块程序设计在本设计中,数据传输约定采用异步串行通信方式,每帧数据中包含1个起始位、8个数据位、1个奇偶校验位和1个停止位.波特率为9600bps.采用ASCII字符格式,如下:#＊＊＊＊＊＊＊＊%其中,“#”代表本次测量数据传输的开始符,“%”代表本次测量数据传输的结束符,“＊”代表实际要传送的十进制数据的字符0～9,前4个“＊”是整数部分,后4个“＊”是小数部分,单位为kHz.由于89C2051内部只有两个定时器/计数器,因此,这里在数据传输时要改变T1的工作方式为波特率发生器方式,传输完成以后,再改回原来的定时器工作方式.图4 T1中断服务子程序流程5嵌入式应用及量程扩展技术本频率计是基于嵌入式思想设计的,它可以嵌入到用户系统中去,用于对某一频率信号的测量、显示和数据传输等工作.但是,其0.1Hz～1MHz的测量范围使其应用场合受到了限制,因此,在需要较大测量范围的时候,可以在信号输入的前级增加一个十分频器或一个百分频器(例如,选用甚高速器件的同步双十进制计数器74F390,其工作频率可达120MHz,做分频器使用),这样可以使得本频率计能够测量0.1Hz～10MHz或0.1Hz～100MHz的信号频率.当然,扩展量程以后,由于显示器位数的限制,显示有效数字的的精度将有所降低.如果既要保持测量精度,又要扩大量程范围,可以使用Atmel公司产品AT89C52单片机代替AT89C2051,它具有更多的I/O端口引出线(32根).例如,使用端口P0或P2读取8位二进制计数器(例如,选用甚高速器件同步双二进制计数器74F393,工作频率可达120MHz,做分频器使用)的输出,与T0计数器一起组成24位计数器.这样就可以消除低位读数因舍去带来的误差,而且还可以增加显示有效数字的位数,能够定点显示出0.1Hz～100MHz的数据.6误差分析采用本设计思想研制的频率计,影响其测量精度的主要因素在于系统时钟信号的性能和温度稳定性.在要求精度高的场合,可以选用超高精度的24MHz晶体振子TCXO器件,它具有对温度进行自动补偿的功能,稳定性可达±3ppm.引起误差的另一个因素,就是在闸门的启闭时标周期(Tg)内,输入信号是随机的,T0的计数值(N)有±1个的误差,此属于系统量化误差r,则有r= 1/ N= 1/ Tgfx其中,fx是待测信号的频率.可见,这个误差在信号频率较高的情况下,引起的相对误差较小,在信号频率低的情况下,就不能忽视这个因素了.此时,以动态扩大时标(Tg)的方法,增大计数值的绝对量N,可以降低所引起的相对误差.表1频率实测数据对比表7结语以本文所述思想设计研制的Freq- 4DF频率自适应测量芯片,可以自成系统,只要配以外部时钟电路、复位电路和LED数码显示器件就可以组成一个能自动测量0.1Hz～1MHz信号(TTL电平)频率的频率计.在实际测量和应用中,本频率计达到了十分满意的测量精度.以南京电讯仪器厂生产的E312B型通用频率计为基准对比测量,测量结果见表1所示.可见,在0.1Hz～999.9kHz之间测量的结果两者具有很好的一致性.该频率计经用户多年的使用,反映良好.参考文献:[1]崔夏荣.一种新型频率计的设计[J].南平师专学报,2000,(4): 27- 30.[2]王志平,熊光泽.一个多处理嵌入式实时操作系统的设计与实现[J].计算机应用,2000,20(4):4- 6.[3]余永权. ATMEL89系列单片机应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.[4]李华. MCS- 51系列单片机实用接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1993.[5]周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1991.[6]冯冬青,谢宋和.模糊智能控制[M].北京:化学工业出版社,1998.[7]杨霓清.用单片机实现精密测频的方法[J].山东大学学报(工学版),2003,33(5):534- 537.。