单片机频率测量原理
基于单片机的脉冲频率测量设计
基于单片机的脉冲频率测量设计基于单片机的脉冲频率测量设计摘要在电子技术中，频率是最基本的参数之一。
它广泛应用于计算机系统和各种数字仪器中。
随着电子技术的飞速发展，尤其是单片机的出现，传统的电子测量设备出现了新的变化。
许多大型集成电路对频率计很有用，并且在形状和功耗方面有了突破性的调整和改进。
该设计中频率测量的基本原理是在底部频段采用直接频率测量法，在底部频段采用直接频率测量方法设计方法。
硬件部分由放大器电路和塑料电路、单片机和数字显示电路组成。
软件部分由信号频率测量模块和数据显示模块实现。
应用单片机控制功能和算术运算能力实现了计数功能和频率的转换。
从根本上说，数字系统中电信号的大小没有变化，但在实际布局上有一个非常严格的要求，这是数字电路系统的一个关键点。
在电子系统领域，能够处理离散信息的数字电路系统随处可见。
数字集成电路具有结构简单、种类多的特点。
因此，高度集成和规范化是很容易的。
数字集成电路和计算机的发展是相辅相成的。
现在它是集成电路中最有效率和集成的设备。
集成电路有多种类型，可分为模拟电路和数字电路两大类。
为了更好地了解频率计的原理。
本文根据一种能产生频率的装置，通过单片机的功能在数字管上显示频率，从而更好地了解频率计的工作原理和实现过程。
关键词:频率，大电路，整形电路，离散信息。
数字频率计具有体积小、携带方便、功能完善、测量精度高的优点，在以后的时间内一定有更广阔的空间和使用价值。
例如，可以改进一个数字频率计来制造多用途频率测量仪，它可以测量频率、测量周期、占空比、脉宽等。
将数字频率计和其他电子测量仪器结合在一起，制成各种智能仪器和仪器。
应用于航空航天等科研领域，测量各种频率参数。
在高端电子产品上测量和监测频率参数，并在机械设备上使用该机器的振动生产。
对原始噪声的频率进行监测。
数字频率计的设计与开发，有助于提高频率计的功能，提高成本效益，提高实用性。
以往的频率计大多采用TTL数字电路设计，电路复杂，功耗大，体积大，成本高。
STM32单片机测量方波频率方法总结
STM32单片机测量方波频率方法总结一、测周法：通过一个方波的两个上升沿或下降沿触发中断，然后定时器计数，计数的总个数乘以计数单位时间即该方波的周期，具体可通过单片机输入捕获功能实现，以下为参考代码//输入捕获初始化函数void input_frequent_init(void) //采用TIM4的Channel_1通道作为输入捕获通道{//声明结构体变量，用来初始化定时器TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM4_TimeBaseInitStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM4_ICInitStructure;NVIC_InitTypeDef TIM4_NVIC_InitStructure;/* 开启定时器4时钟 */RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1); //清除捕获和中断标志位TIM4_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 0xffff;//设定计数器自动重装值（设置为最大）TIM4_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1; //设置分频系数TIM4_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_C KD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM4_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_Cou nterMode_Up; //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM4_TimeBaseInitStructure);/ /根据结构体参量初始化定时器TIM4_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择输入捕获的输入端，IC1映射到TI1上TIM4_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity _Rising; //设置为上升沿捕获TIM4_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelecti on_DirectTI; //映射到TI1上TIM4_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV 1; //配置输入分频，不分频TIM4_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; //IC1F=000 0 配置输入滤波器，此处不滤波TIM_ICInit(TIM4, &TIM4_ICInitStructure); //初始化TIM 4通道1//中断分组初始化NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);TIM4_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM4_IRQn;//打开TIM4的全局中断TIM4_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPri ority=1; //抢占优先级配置为1TIM4_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1; //响应优先级配置为1TIM4_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能NVIC_Init(&TIM4_NVIC_InitStructure); //初始化中断TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); //使能中断TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1, ENABLE ); //使能捕获和更新中断}需要注意的是，如果所测信号中存在尖峰干扰信号，则TIM4_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; //IC1F=0000 配置输入滤波器，此处不滤波这一行应根据干扰信号的高电平时间来赋予合适的滤波器的值，具体计算方法参考芯片手册或自行百度。
频率测量方法
0引言随着无线电技术的发展与普及，"频率"已经成为广大群众所熟悉的物理量。
而单片机的出现，更是对包括测频在内的各种测量技术带来了许多重大的飞跃，然而，小体积、价廉、功能强等优势也在电子领域占有非常重要的地位。
为此．本文给出了一种以单片机为核心的频率测量系统的设计方法。
1 测频系统的硬件结构测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种。
无源测频法(又可分为谐振法和电桥法)，常用于频率粗测，精度在1％左右。
有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象，再通过检测零拍现象进行测频，常用于低频测量，误差在零点几Hz；后者则利用两个非线性信号叠加来产生差频现象，然后通过检测零差现象进行测频，常用于高频测量，误差在±20 Hz左右。
以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足，而电子计数法主要通过单片机进行控制。
由于单片机的较强控制与运算功能，电子计数法的测量频率范围宽，精度高，易于实现。
本设计就是采用单片机电子计数法来测量频率，其系统硬件原理框图如图1所示。
为了提高测量的精度，拓展单片机的测频范围，本设计采取了对信号进行分频的方法。
设计中采用两片同步十进制加法计数器74LS160来组成一个100分频器。
该100分频器由两个同步十进制加法计数器74LS160和一个与非门74LS00共同设计而成。
由于一个74LS160可以分频十的一次方，而当第一片74LS160工作时，如果有进位，输出端TC便有进位信号送进第二片的CEP端，同时CET也为高电平，这样两个工作状态控制端CET、CEP将同时为高电平，此时第二片74LS160将开始工作。
2 频率测量模块的电路设计用单片机电子计数法测量频率有测频率法和测周期法两种方法。
测量频率主要是在单位定时时间里对被测信号脉冲进行计数；测量周期则是在被测信号一个周期时间里对某一基准时钟脉冲进行计数。
2．1 8051测频法的误差分析电子计数器测频法主要是将被测频率信号加到计数器的计数输入端，然后让计数器在标准时间Ts1内进行计数，所得的计数值N1。
用单片机的外部中断来测频率
{ EA=1; EX0=1; ET0=1; IT0=1; TMOD=0x01; TH0=0x3c; TL0=0xaf; TR0=1; }
// 延时程序 delay(uchar x) { uchar a,b; for(a=x;a>0;a--)
5.9.2 输入捕捉功能 ATmega128 的两个 16 位定时 / 计数器（ T/C1、T/C3）具有输入捕捉功能，它是
AVR定时 / 计数器的又一个显著的特点。其基本作用是当一个事件发生时，立即将 定时 / 计数器的值锁定在输入捕捉寄存器中（定时 / 计数器保持继续运行）。利用输 入捕捉功能，可以对一个事件从发生到结束的时间进行更加精确，如下面的示例中 精确测量一个脉数字有变化 .
// 原理： 1 秒钟内计数外部脉冲个数，如计数 1000 次，则表示频率为 1000Hz
//1 秒钟定时采用 51 单片机定时器 0 实现，外部脉冲由外部中断 0 引脚接入
#include<reg51.h>
#include"51hei.h"
#define uchar unsigned char
可以看到，使用定时 / 计数器以及配合它的捕捉功能测量脉冲宽度，不仅节省系 统的硬件资源，编写程序简单，而且精度也高，因为读到的上升沿和下降沿的时间 就是其实际发生的时间。
5.9.3 比较匹配输出和脉冲宽度调制 PWM （见已发表的主题）
AVR 单片机的每一个定时 / 计数器都配备独立的、多达 10 位的预分频器，由软件 设定分频系数，与 8/16 位定时 / 计数器配合，可以提供多种档次的定时时间。使用 时可选取最接近的定时档次，即选 8/16 位定时 / 计数器与分频系数的最优组合，减 少了定时误差。所以， AVR定时 / 计数器的显著特点之一是：高精度和宽时范围， 使得用户应用起来更加灵活和方便。此外， AVR的 USAR、T SPI、I2C、WDT等都不 占用这些定时 / 计数器。
单片机频率计原理
单片机频率计原理单片机频率计是一种利用单片机进行频率测量的设备。
其原理是通过测量输入信号的周期或频率来计算频率值。
单片机频率计的原理可以简单分为两个主要步骤：信号捕获和频率计算。
首先，信号捕获阶段，单片机需要从外部接收输入信号。
通常情况下，输入信号会经过一个条件放大器，然后进入单片机的输入引脚。
为了确保精确度，输入信号通常需要经过一个低通滤波器，以去除高频噪声。
一旦输入信号进入单片机，接下来就是频率计算阶段。
单片机通过计算输入信号的周期或频率，得出频率值。
常见的计算方法有两种：使用计数器和使用定时器。
使用计数器的方法是通过使用单片机的计数器来测量输入信号的周期或频率。
计数器接收到输入信号后开始计数，直到计数值达到某个预设值或经过一个特定时间长度。
然后，计数器的值将被读取并转换为频率值。
由于计数器的位数有限，所以测量范围也是有限的。
使用定时器的方法是利用单片机的定时器来测量输入信号的周期或频率。
定时器会根据输入信号的上升沿或下降沿来开始和停止计时。
通过测量定时器的值，可以计算出输入信号的周期或频率。
相比于计数器方法，定时器方法相对更精确，也更适合测量高频信号。
无论是计数器方法还是定时器方法，最终都需要将计数器或定时器的值进行一系列的转换以得到最终的频率值。
转换方式可以通过公式计算，也可以通过查表的方式来获得。
在转换过程中，需要考虑到单片机的时钟频率和计数器或定时器的分辨率等因素，以确保测量结果的准确性。
此外，为了提高测量的稳定性和准确性，单片机频率计通常还会采用一些增强技术。
例如，可以使用外部参考时钟来优化计时精度。
还可以进行信号预处理，如去除噪声和滤波等，以提高测量信号的质量。
总结起来，单片机频率计通过测量输入信号的周期或频率来计算频率值。
其中，信号捕获阶段主要是对输入信号进行处理，而频率计算阶段则是通过计数器或定时器来测量信号的周期或频率，并将其转换为最终的频率值。
通过合理的设计和优化，单片机频率计可以实现准确、稳定和高精度的频率测量功能。
单片机的频率计原理
单片机的频率计原理
频率计是一种测量信号频率的仪器，而单片机频率计则是利用单片机来实现频率计的原理。
单片机频率计的原理可以分为三个步骤：输入信号采样、计数和计算频率。
首先，需要对输入信号进行采样。
单片机频率计通常使用外部中断来采样输入信号。
外部中断允许单片机在检测到信号边沿时立即中断当前的任务并执行中断服务程序，以保证采样的准确性和实时性。
通过外部中断引脚，将输入信号连接到单片机的中断输入引脚。
在信号采样的同时，需要进行计数操作。
计数器是单片机内部的一个重要组件，它可以记录输入信号的脉冲数量。
在每次外部中断触发时，计数器会自动加一，从而实现对信号脉冲的计数。
计数器有不同的位数，可以根据需要选择合适的计数范围。
采样和计数之后，就可以通过计算来得到信号的频率。
频率是指在单位时间内发生的信号周期的次数。
以时间为单位，频率的计算公式为f=1/T，其中f为频率，T为周期。
在单片机中，周期可以通过计数器的值来表示。
假设计数器的位数为n，计数器的值为cnt，输入信号的周期为T，则频率f可以通过以下公式计算得到：
f = 1/(cnt * T)
计算出的频率可以通过串口或者LCD等输出设备来显示出来。
同时，可以使用按键来选择不同的计数范围和显示格式，以提高频率计的灵活性和便捷性。
总结起来，单片机频率计的工作原理是通过外部中断来采样输入信号，将采样到的信号脉冲数量记录在计数器中，然后根据计数器的值和输入信号的周期计算出频率，并将结果显示出来。
这种原理使得单片机频率计具有了高精度和高可靠性的特点，在实际应用中得到了广泛的应用。
利用51单片机实现频率测量
P0 = segment_code[val / 10000 % 10]; PositionSele(0, 1, 1);
P0 = segment_code[val / 1000 % 10]; PositionSele(1, 0, 1);
P0 = segment_code[val / 100 % 10]; PositionSele(0, 0, 1);
u8 code segment_code[10] = { 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f }; //显示0~9的值
void DigDisplay(u8 val) { P0 = segment_code[val / 100000 % 10]; //发送段码 PositionSele(1, 1, 1);
P0 = segment_code[val / 10 % 10]; PositionSele(1, 1, 0);
P0 = segment_code[val % 10]; PositionSele(0, 1, 0); }
void main() { u32 value = 0; TimerTnit(); while (1) {
利用51单片机定时器实现频率测量不同单片机晶振不同实际使用按实际单片机晶振频率求计数器初值
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51单片机数字频率计的设计
基于51单片机数字频率计的设计在电子技术领域中，频率计是一种常见的测试仪器，它可以用来测量信号的频率。
在本文中，我们将通过介绍基于51单片机数字频率计的设计实现来了解它的工作原理和设计流程。
1. 确定设计需求在进行任何项目之前，我们需要明确自己的设计需求。
对于频率计而言，它的主要需求就是准确地测量信号的频率。
因此，我们需要确定我们需要测量的频率范围和精确度。
2. 确定硬件设计在确定了设计需求之后，我们需要确定硬件设计。
对于数字频率计而言，它需要一个计数器来计算信号的脉冲数量。
在本设计中，我们采用74LS90计数器芯片来实现计数功能。
我们还需要一个51单片机来读取计数器的计数值，并将其转换为对应的频率值。
另外，我们还需要硬件板、LCD显示屏、按键等元件来搭建数字频率计的电路结构。
3. 确定软件设计硬件设计完成后，我们需要开发相应的软件来实现我们的需求。
在本设计中，我们使用KEIL C51软件来编写51单片机的程序。
编写软件的主要步骤是读取计数器计数值、计算出对应的频率值、将频率值显示在LCD屏幕上，并实现按键控制。
我们需要将这些步骤按照程序流程依次实现。
4. 进行测试在软件编写完成后，我们需要对数字频率计进行测试，以确保其满足我们的需求。
我们可以使用信号发生器给数字频率计输入不同频率的信号，然后观察LCD屏幕上显示出来的相应频率值是否准确。
如果测试结果不满足我们的需求，则需要对硬件或软件进行优化或调试，直到数字频率计能够正常工作为止。
总之，基于51单片机的数字频率计设计是一个较为简单的电子设计项目。
通过上述步骤的详细介绍，我们了解了数字频率计的设计流程和工作原理，并明确了设计中需要注意的细节和注意事项。
希望能够对大家理解数字频率计的设计过程有所帮助。
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设计的参考文献
基于单片机的频率计设计的参考文献基于单片机的频率计设计在现代电子技术领域，频率计是一种非常常见且重要的仪器，它可以实时测量信号的频率，并在很多电子设备和系统中发挥着重要作用。
随着单片机技术的不断发展和进步，基于单片机的频率计设计逐渐成为了研究和应用的热点之一。
本篇文章将综述基于单片机的频率计设计的相关参考文献，并对其深度和广度进行全面评估，以期为读者提供有价值的信息和启发。
1. 研究背景介绍在研究背景介绍中，我们将阐述频率计在现代电子技术领域中的重要性和应用价值，以及单片机技术在电子测量仪器设计中的广泛应用。
我们会引用相关的学术文献和工程案例，分析基于单片机的频率计设计在实际应用中的优势和潜在挑战，为读者建立一个更加全面的认识和理解。
2. 基于单片机的频率计原理在这一部分，我们将详细阐述基于单片机的频率计的工作原理和设计思路，包括频率测量的基本原理、单片机的选择与应用、信号采集和处理方式等内容。
文中将引入一些典型的频率计设计方案，并对其进行比较和分析，以便读者能够全面了解基于单片机的频率计设计的技术特点和优势。
3. 基于单片机的频率计设计实现在这一部分中，我们将重点关注基于单片机的频率计设计的实际实现过程，包括硬件电路设计、软件算法实现、系统性能测试等内容。
我们将引用一些实际案例和研究成果，对基于单片机的频率计设计进行深入剖析和评估，以及对比不同设计方案的优劣势，为读者提供更多的实践经验和启发。
4. 文献综述和展望我们将对相关文献进行综述和总结，梳理出基于单片机的频率计设计的研究现状和发展趋势，并对未来的研究方向和应用前景进行展望。
我们会结合自身的实践经验和见解，共享对基于单片机的频率计设计的个人观点和理解，为读者提供更多的思考和交流空间。
基于单片机的频率计设计是一个备受关注的研究领域，它融合了电子技术、信号处理、嵌入式系统等多个学科领域的知识和技术，具有广阔的应用前景和发展空间。
通过全面评估和深入探讨基于单片机的频率计设计，我们将帮助读者更全面、深刻和灵活地理解这一领域的重要内容，为相关研究和应用提供有价值的参考和启发。
单片机测量信号频率的方法
单片机测量信号频率的方法
1.基于定时器的频率测量方法：
这是最常见的测量信号频率的方法之一、单片机内部的定时器可以作为频率计数器，通过设定定时器的预定数值，开始计数，当计数溢出时，说明已经计满一个周期，从而可以根据溢出的次数计算出信号的频率。
2.基于输入捕获的频率测量方法：
这种方法是通过输入捕获功能来测量信号频率。
单片机的输入捕获功能可以用于捕获外部信号的上升沿或下降沿，并记录下捕获到的时间。
通过连续捕获两个上升沿或下降沿之间的时间差，可以计算出信号的周期，从而获得信号的频率。
3.基于计数器的频率测量方法：
这种方法一般用于高频信号的测量。
通过将信号输入到单片机的一个计数器引脚，设置计数器在一定时间内累加该信号的脉冲数，然后通过计算脉冲数与时间的比值来获得信号的频率。
4.基于软件延时的频率测量方法：
这种方法适用于信号频率较低的情况。
通过在程序中使用软件延时的方式来计算指定时间内信号的脉冲数，并通过脉冲数与时间的比值来计算信号的频率。
需要注意的是，测量信号频率还需要考虑到一些细节问题，例如时钟的精度、测量时间的长度以及测量结果的误差等。
在实际应用中，还需要结合具体需求来选择合适的测量方法和相应的参数设置。
同时，根据不同的单片机型号和功能，可能还有其他特定的测量频率的方法，因此在实际应用中，需要根据具体的单片机型号和数据手册来选择合适的方法和配置参数。
单片机测量方波的频率、占空比及相位差的方法
单片机测量方波的频率、占空比及相位差的方法1、 频率及占空比的测量如上图所示，当脉冲的上升沿来临时，将定时器打开；紧接着的下降沿来临时，读取定时器的值，假设定时时间为t1；下一个上升沿来临时关闭定时器，读取定时器的值，假设定时时间为t2。
t1即为1个周期内高电平的时间，t2即为脉冲的周期。
t1/t2即为占空比，1/t2即为频率。
C 语言程序如下：TH0=0; //定时器高位，初值设为0TL0=0; //定时器低位，初值设为0T0_num=0; //定时器溢出次数，初值设为0while(pulse); //pulse 为脉冲的输入引脚while(!pulse); //等待上升沿来临TR0=1; //打开定时器while(pusl1); //等待下降沿来临th1=TH0;tl1=TL0;num1=T0_num; //保存定时器值while(!pusl1); //等待上升沿来临TR0=0; //关闭定时器th2=TH0;tl2=TL0;num2=T0_num; //保存定时器值上升沿打开定时器 下降沿读取定时器值并保存 下一个上升沿关闭定时器，读取定时器值并保存2、相位差的测量测量相位差的电路如上所示，待测量的两路脉冲分别作为两个D触发器的时钟输入，两个D触发器的输入端D及S端都接高电平，第一个D触发器的输出接第二个D触发器的R端，第二个D触发器的互补输出端接第一个D触发器的R端。
从下面的波形图可以看出，第一个D触发器输出的脉冲信号的占空比乘以2π即为相位差。
这样就将测量两路方波信号的相位差转化为测量一路方波信号的占空比，就可以按照前面介绍的测量占空比的方法来测量了。
黄色的波形为脉冲1，蓝色的波形为脉冲2，红色的波形为相位差。
频率测量原理
频率测量原理频率是描述周期性事件发生次数的物理量，是指在单位时间内，某一事件重复出现的次数。
频率测量是电子技术中的一个重要内容，涉及到许多领域，如通信、测控、医疗等。
频率测量的原理和方法对于保证系统的稳定性和精度至关重要。
本文将介绍频率测量的原理及其应用。
频率测量的原理主要包括计数法、相位比较法和周期计数法。
计数法是通过计算单位时间内事件发生的次数来获得频率值，常用于低频信号的测量。
相位比较法是通过比较输入信号与参考信号的相位差来得到频率值，适用于中频信号的测量。
周期计数法是通过测量输入信号的周期来获得频率值，适用于高频信号的测量。
这三种原理各有特点，可以根据具体的应用场景选择合适的方法进行频率测量。
在实际应用中，频率测量的精度和稳定性是至关重要的。
为了提高测量的精度，通常会采用数字频率计来进行测量。
数字频率计可以通过计数、比较和时间测量等方法来获得频率值，具有测量范围广、精度高、稳定性好的特点。
此外，为了提高系统的稳定性，还可以采用锁相环技术来消除测量中的噪声和干扰，从而提高测量的精度和稳定性。
频率测量在各个领域都有着广泛的应用。
在通信领域，频率测量是保证通信系统正常运行的重要手段，可以用于测量信号的频率偏移、频率漂移等参数，保证通信系统的稳定性和可靠性。
在测控领域，频率测量可以用于测量传感器输出信号的频率，从而获得被测量物理量的数值，实现对被测量物理量的监测和控制。
在医疗领域，频率测量可以用于测量心脏跳动的频率，监测患者的健康状况，为医生提供诊断依据。
总之，频率测量是电子技术中的一个重要内容，涉及到许多领域，具有广泛的应用前景。
通过本文对频率测量原理的介绍，相信读者对频率测量有了更深入的了解，对于实际应用中的频率测量会有更好的把握。
希望本文能够为读者提供一些帮助，谢谢阅读！。
单片机软件系统的设计—频率和相位的测量.
单片机软件系统的设计—频率和相位的测量单片机软件系统的设计—频率和相位的测量1、测量频率参数测量频率参数只需要一个通道（电压或电流）的脉冲信号，设选用电压通道，由于是低频50Hz左右，因此要采用测周期的方案来换算出频率参数（低频测周期比较精确，高频测频率比较精确）。
由于电压通道接到单片机的外部中断INT0，只要计数两次INT0中断的间隔时间便可换算出频率。
间隔时间采用定时器1统计，设晶体振荡器为12MHz，则一个机器周期为1μS，测量的结果保存在75H、74H中，程序如下：测频准备阶段的程序：SETB EX0；允许外部中断0中断，以便于测频MOV TH1,#0原文请找腾讯3249114六,维^论~文.网MOV TL1,#0MOV TMOD,#10H 外部中断0中断服务程序：SETB TR1JNB P3.2,$JB P3.2,$CLR TR1MOV 74H,TL1MOV 75H,TH1RETI 2、测量相位参数在测频的基础上，利用另外一个通道即电流通道产生的外部中断1中断信号，我们只要统计两个通道的中断间隔时间即得到两个通道相位之间的误差时间，再除以一个周期（测频率时已经测出）的时间，再乘以360，即为相位差。
设测量结果报存在77H、76H中，程序如下：测相准备阶段的程序：SETB EX0；允许外部中断0中断SETB EX1；允许外部中断0中断 MOVTH1,#0MOV TL1,#0MOV TMOD,#10H 外部中断0中断服务程序：SETB TR1RETI外部中断1中断服务程序：CLR TR1MOV 76H,TL1MOV 77H,TH1RETI测频用到了外部中断0，测相也用到了外部中断0，要区别两个含义不同的外部中断0，需要用一个标志位加以区别。
以上检测程序就基本完成了，下面的就是关于这批数据的计算和换算程序了。
现在从70H~77H中均保存了有效数据，这些数据还都没有经过计算和换算，还都是“半成品”，但是我们要清除这里边都是什么数据。
基于stm32单片机的频率计的设计
基于stm32单片机的频率计的设计介绍本文讲述了基于STM32单片机的频率计的设计与实现，本文首先简要介绍了STM32单片机，然后介绍了实现频率计的基本原理，接着介绍了设计所需的硬件以及用户间接口，最后介绍了STM32实现频率计的源代码。
1、STM32单片机STM32单片机是一种定时器和外部芯片，它具有微控制器的操作性能，可提供完整的系统开发环境，支持多个异构技术。
STM32单片机提供32位微控制器和多个外设来满足各种功能要求，可直接连接外设，如ADC，DAC，SPI，UART，CAN，I2C等，使用方便，可以通过采用数字信号处理器（DSP）的性能来提升加速系统的性能。
2、基本原理基于STM32单片机的频率计原理很简单，通过测量输入信号的波形，统计一段时间内输入信号的交叉点数量，根据单位时间的交叉点数量计算输入信号的频率。
3、硬件和用户接口硬件：STM32单片机是实现频率计的核心设备，以及部分外围芯片：可以通用逻辑元件（Logic Chip）或是数字信号处理器（DSP），作为系统搭建的基本单元。
用户界面：为了使用户可以方便显示信息，设置等操作，需要实现一个用户交互接口，这里可以使用LCD屏幕或者LED手柄等外设。
4、源代码int main(void){//初始化STM32SystemInit();//初始化定时器timer_init();//初始化用户接口user_interface_init();//初始化输入信号gpio_init();while(1){//计算输入信号的交叉点数量int count = calucate_cross_point();//根据输入的交叉点数量计算频率double frequency = calculate_frequency(count);//显示计算出的频率display_frequency(frequency);}return 0;}。
数字频率计(51单片机)
数字频率计(51单片机)数字频率计（51单片机）数字频率计（Digital Frequency Counter）是一种常用的电子测量仪器，可用于测量信号的频率。
在本文中，我们将介绍如何使用51单片机实现一个简单的数字频率计。
一、原理简介数字频率计的基本原理是通过计算信号波形周期内的脉冲数来确定频率。
在实际应用中，我们通常使用51单片机作为微控制器，通过计数器和定时器模块来实现频率计算。
二、硬件设计1.信号输入首先，我们需要将待测信号输入到频率计中。
可以使用一个输入接口电路，将信号连接到51单片机的IO口上。
2.计时模块我们需要使用51单片机的定时器/计数器来进行计时操作。
在这里，我们选择使用定时器0来进行计数，同时可以利用定时器1来进行溢出次数的计数，以扩展计数范围。
3.显示模块为了显示测量结果，我们可以使用数码管、LCD液晶显示屏等显示模块。
通过将结果以可视化的方式呈现，方便用户进行观察和读数。
三、软件设计1.定时器配置首先，我们需要对定时器进行配置，以确定计时器的计数间隔。
通过设置定时器的工作模式、计数范围和时钟频率等参数，可以控制定时器的计数精度和溢出时间。
2.中断服务程序当定时器溢出时，会触发中断，通过编写中断服务程序，实现对计数器的相应操作，例如将计数值累加，记录溢出次数等。
3.数字频率计算根据计数器的值和溢出次数，我们可以计算出信号的频率。
通过简单的公式计算，即可得到测量结果。
四、实验步骤1.搭建硬件电路，将待测信号连接到51单片机的IO口上，并连接显示模块。
2.根据硬件设计要求，配置定时器的工作模式和计数范围。
3.编写中断服务程序，实现对计数器的相应操作。
4.编写主程序，实现数字频率计算和显示。
5.下载程序到51单片机，进行测试。
五、实验结果与分析通过实验，我们可以得到信号的频率测量结果，并将结果以数码管或LCD屏幕的形式进行显示。
通过对比实际频率和测量频率，可以评估数字频率计的准确性和稳定性。
基于单片机的频率计设计
内容摘要本设计采用的是脉冲宽度测量法实现对频率的测量，采用了MCS-51系列的单片机AT89C51和五个硬件电路。
单片机片内有两个独立的16位定时计数器,对被测信号进行分频后送入单片机,由单片机内部时钟12分频的脉冲信号对其测量,将测量的结果,经过运算后通过LED数码管显示出来。
本文设计的频率计就是基于上述设计思路，实现测量的数字化、自动化、智能化。
关键词：数字频率计；频率测量；周期测量；单片机控制目录0 前言 (1)1测量频率的方案及基本原理 (2)1.1数字频率计的测量方案选取 (2)1.2 测量频率的基本原理 (2)2频率计的整体设计思想及设计框图 (4)2.1系统总体设计要求 (4)2.2设计思想 (4)3系统的实现 (5)3. 1 硬件系统的组成 (5)3．2软件系统的设计 (10)4 被测信号的频率范围及其误差分析 (14)4.1 频率运算的基本方法 (14)4.2同步计数计时法 (16)4.3 连续采样的两种方法及其误差分析 (17) (22)4．4所测频率最大值fxmax4．5所测频率最小值f (22)xmin5 结论 (24)参考文献 (25)0 前言频率计是一种基础测量仪器，到目前为止已有30多年的发展史。
一直以来，人们对频率计的特性主要有如下需求：（1）足够宽的频率测量范围；（2）高精度和高分辨率。
精度是指测量的准确程度，即仪器的读数接近实际信号频率的程度，精确度越高测量越准确。
分辨率表明很小的变化都能在仪器上显示出来，高分辨率可快速测出更小的漂移值和不稳定值。
长期以来，人们测量频率的方法有两大种类：直接测量频率法，间接测量频率法。
直接测量就是依据频率的定义对被测信号进行测量，即是单位时间内（通常是一秒）发出的脉冲个数，直接测量频率法在低频误差较大，不能满足设计要求。
间接测量频率法有多种，较常用的是周期测量频率法和脉冲宽度测量法，实际上周期测量和脉冲测量方法基本相同，本论文就是用的脉冲宽度测量法实现对频率的测量，他的特点是测量迅速、灵敏，结构简单，精度高，误差小。
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单片机频率测量原理
单片机应用系统中，经常要对一个连续的脉冲波频率进行测量。
在实际应用中，对于转速，位移、速度、流量等物理量的测量，一般也是由传感器转换成脉冲电信号，采用测量频率的手段实现。
使用单片机测量频率或周期，通常是利用单片机的定时计数器来完成的，测量的基本方法和原理有两种：
测频法：在限定的时间内（如1秒钟）检测脉冲的个数。
测周法：测试限定的脉冲个数之间的时间。
这两种方法尽管原理是相同的，但在实际使用时，需要根据待测频率的范围、系统的时钟周期、计数器的长度、以及所要求的测量精度等因素进行全面和具体的考虑，寻找和设计出适合具体要求的测量方法。
在具体频率的测量中，需要考虑和注意的因素有以下几点。
ü系统的时钟。
首先测量频率的系统时钟本身精度要高，因为不管是限定测量时间还是测量限定脉冲个数的周期，其基本的时间基准是系统本身时钟产生的。
其次是系统时钟的频率值，因为系统时钟频率越高，能够实现频率测量的精度也越高。
因此使用A VR测量频率时，建议使用由外部晶体组成的系统的振荡电路，不使用其内部的RC振荡源，同时尽量使用频率比较高的系统时钟。
ü所使用定时计数器的位数。
测量频率要使用定时计数器，定时计数器的位数越长，可以产生的限定时间越长，或在限定时间里记录的脉冲个数越多，因此也提高了频率测量的精度。
所以对频率测量精度有一定要求时，尽量采用16位的定时计数器。
ü被测频率的范围。
频率测量需要根据被测频率的范围选择测量的方式。
当被测频率的范围比较低时，最好采用测周期的方法测量频率。
而被测频率比较高时，使用测频法比较合适。
需要注意的是，被测频率的最高值一般不能超过测频MCU系统时钟频率的1/2，因为当被测频率高于MCU时钟1/2后，MCU往往不能正确检测被测脉冲的电平变化了。
除了以上三个因素外，还要考虑频率测量的频度（每秒内测量的次数），如何与系统中其它任务处理之间的协调工作等。
频率测量精度要求高时，还应该考虑其它中断以及中断响应时间的影响，甚至需要在软件中考虑采用多次测量取平均的算法等。
采用测频法的频率计设计与实现
1）硬件电路
硬件电路的显示部分，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。
使用T/C0对被测信号输入的脉冲个数进行计数，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。
/*********************************************
File name : demo_11_1.c
Chip type : ATmega16
Program type : Application
Clock frequency : 4.000000 MHz
Memory model : Small
External SRAM size : 0
Data Stack size 256
*********************************************/
#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]; // 显示缓冲区，存放要显示的8个字符的段码值Char posit;
bit time_1ms_ok,display_ok=0;
Char time0_old,time0_new,freq_time;
unsigned int freq;
void display(void) // 8位LED数码管动态扫描函数
{
PORTC = 0xff;
PORTA = led_7[dis_buff[posit]];
if (posit==5) PORTA = PORTA | 0x80;
PORTC = position[posit];
if (++posit >=8 ) posit = 0;
}
// Timer 2 output compare interrupt service routine
interrupt [TIM2_COMP] void timer2_comp_isr(void)
{
time0_new = TCNT0; // 1ms到，记录当前T/C0的计数值
time_1ms_ok = 1;
display_ok = ~display_ok;
if (display_ok) display();
}
void freq_to_disbuff(void) // 将频率值转化为BCD码并送入显示缓冲区{
char i,j=7;
for (i=0;i<=4;i++)
{
dis_buff[j-i] = freq % 10;
freq = freq / 10;
}
dis_buff[2] = freq;
}
void main(void)
{
char i;
DDRA=0xFF; // LED数码管驱动
DDRC=0xFF;
// T/C0初始化，外部计数方式
TCCR0=0x06; // 外部T0脚下降沿触发计数，普通模式
TCNT0=0x00;
OCR0=0x00;
// T/C2初始化
TCCR2=0x0B; // 内部时钟，32分频（4M/32=125KHz），CTC模式
TCNT2=0x00;
OCR2=0x7C; // OCR2 = 0x7C(124),(124+1)/125=1ms
TIMSK=0x80; // 允许T/C2比较匹配中断
for (i=0;i<=7;i++) dis_buff[i] = 0;
time0_old = 0;
#asm("sei") // 开放全局中断
while (1)
{
if (time_1ms_ok)
{ // 累计T/C0的计数值
if (time0_new >= time0_old) freq = freq + (time0_new - time0_old);
else freq = freq + (256 - time0_old + time0_new);
time0_old = time0_new;
if (++freq_time >= 100)
{
freq_time = 0; // 100ms到，
freq_to_disbuff(); // 将100ms内的脉冲计数值送显示
freq = 0;
}
time_1ms_ok = 0;
}
};
}
程序中LED扫描形式函数desplay()，以及脉冲计数值转换成BCD码并送显示缓冲区函数freq_to_disbuff()比较简单，请读者自己分析。
在该程序中，使用了两个定时计数器。
T/C0工作在计数器方式，对外部T0引脚输入的脉冲信号计数（下降沿触发）。
T/C2工作在CTC方式，每隔1ms中断一次，该定时时间即作为LED的显示扫描，同时也是限定时间的基时。
每一次T/C2的中断中，都首先记录下T/C0寄存器TCNT0当前的计数值，因此前后两次TCNT0的差值(time0_new – time0_old)或(256 - time0_old + time0_new)就是1ms时间内T0脚输入的脉冲个数。
为了提高测量精度，程序对100个1ms的脉冲个数进行了累计（在变量freq中），即已知限定的时间为100ms。
读者还应该注意频率的连续测量与LED扫描、BCD码转换之间的协调问题。
T/C2中断间隔为1ms，因此在1ms时间内，程序必须将脉冲个数进行的累计、BCD码转换和送入显示
缓冲区，以及LED的扫描工作完成掉，否则就会影响到下一次中断到来后的处理。
在本实例的T/C2中断中，使用了display_ok标志，将LED扫描分配在奇数ms（1、3、5、7、……），而将1ms的TCNT0差值计算、累积和转换等处理放在主程序中完成。
另外由于计算量大的BCD码转换是在偶数ms（100ms）处理，所以程序中LED的扫描处理和BCD 码转换处理不会同时进行（不会在两次中断间隔的1ms内同时处理LED扫描和BCD码转换），这就保证了在下一次中断到达时，前一次的处理已经全部完成，使频率的连续测量不受影响。
该实例程序的性能和指标为（假定系统时钟没有误差= 4MHz）：
ü频率测量绝对误差：±10Hz。
由于限定的时间为100ms，而且T/C0的计数值有±1的误差，换算成频率为±10Hz。
ü被测最高频率值：255KHz。
由于T/C0的长度8位，所以在1ms中，TO输入的脉冲个数应小于255个，大于255后造成T/C0的自动清另，丢失脉冲个数。
ü测量频度：10次/秒。
限定的时间为100ms，连续测量，所以为10次/秒。
ü使用资源：两个定时器，一个中断。