1.簡介
數字頻率計是現代科研生產中不可或缺的測量儀器，它以十進制數顯示被測頻率，基本功能是測量正弦信號，方波信號，及其它各種單位時間內變化的物理量。
本系統採用AT89C52單片機智能控制，結合外圍電子電路，設計的頻率計性能穩定。在軟件設計上採用了單片機的C語言設計，通過單片機內部定時/計數器同時動作，在測量頻率時將測頻率和測週期相結合,提高了頻率計的測量準確性。
測量結果在LCD1602上輸出顯示，結果精確到整數位。頻率計的軟件設計,系統軟件設計簡單明瞭,適用於測量頻率從1~99999Hz的脈衝信號。
2.硬件設計
數字頻率計的硬件原理比較簡單，就不仔細介紹了。其主要以下部分組成：
- 單片機最小系統
- LCD1602顯示屏電路
- 頻率信號輸入端子
- 系統電源
3.軟件設計
（1）LCD1602驅動程序
#define CHECK_BUSY
sbit RS = P2^2; //定義端口
sbit RW = P2^3;
sbit EN = P2^4;
#define RS_CLR RS=0
#define RS_SET RS=1
#define RW_CLR RW=0
#define RW_SET RW=1
#define EN_CLR EN=0
#define EN_SET EN=1
#define DataPort P0
/*------------------------------------------------
判忙函數
------------------------------------------------*/
bit LCD_Check_Busy(void)
{
#ifdef CHECK_BUSY
DataPort= 0xFF;
RS_CLR;
RW_SET;
EN_CLR;
_nop_();
EN_SET;
return (bit)(DataPort & 0x80);
#else
return 0;
#endif
}
/*------------------------------------------------
寫入命令函數
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Com(unsigned char com)
{
while(LCD_Check_Busy()); //忙則等待
RS_CLR;
RW_CLR;
EN_SET;
DataPort= com;
_nop_();
EN_CLR;
}
/*------------------------------------------------
寫入數據函數
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Data(unsigned char Data)
{
while(LCD_Check_Busy()); //忙則等待
RS_SET;
RW_CLR;
EN_SET;
DataPort= Data;
_nop_();
EN_CLR;
}
/*------------------------------------------------
清屏函數
------------------------------------------------*/
void LCD_Clear(void)
{
LCD_Write_Com(0x01);
DelayMs(5);
}
/*------------------------------------------------
寫入字符串函數
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)
{
while (*s)
{
LCD_Write_Char(x,y,*s);
s ++; x++;
}
}
/*------------------------------------------------
寫入字符函數
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data)
{
if (y == 0)
{
LCD_Write_Com(0x80 + x);
}
else
{
LCD_Write_Com(0xC0 + x);
}
LCD_Write_Data( Data);
}
/*------------------------------------------------
初始化函數
------------------------------------------------*/
void LCD_Init(void)
{
LCD_Write_Com(0x38); /*顯示模式設置*/
DelayMs(5);
LCD_Write_Com(0x38);
DelayMs(5);
LCD_Write_Com(0x38);
DelayMs(5);
LCD_Write_Com(0x38);
LCD_Write_Com(0x08); /*顯示關閉*/
LCD_Write_Com(0x01); /*顯示清屏*/
LCD_Write_Com(0x06); /*顯示光標移動設置*/
DelayMs(5);
LCD_Write_Com(0x0C); /*顯示開及光標設置*/
}
（2）外部頻率信號處理程序
外部頻率信號輸入到單片機的外部計數器INT0（P3.2），計數器對每個脈衝進行計數，並採用內部定時器定時1秒鐘，然後統計一秒鐘內計數器的數值即可得出外部信號的頻率大小
sbit LED=P1^2; //定義LED端口
bit OVERFLOWFLAG;
bit TIMERFLAG;
/*------------------------------------------------
定時器0初始化子程序
本程序用於計數
------------------------------------------------*/
void Init_Timer0(void)
{
TMOD |= 0x01 | 0x04; //使用模式1，16位計數器，使用"|"符號可以在使用多個定時器時不受影響
TH0=0x00; //給定初值
TL0=0x00;
EA=1; //總中斷打開
ET0=1; //定時器中斷打開
TR0=1; //定時器開關打開
}
/*------------------------------------------------
定時器1初始化子程序
本程序用於定時
------------------------------------------------*/
void Init_Timer1(void)
{
TMOD |= 0x10; //使用模式1，16位定時器，使用"|"符號可以在使用多個定時器時不受影響
TH1=HIGH; //給定初值，這裏使用定時器最大值從0開始計數一直到65535溢出
TL1=LOW;
EA=1; //總中斷打開
ET1=1; //定時器中斷打開
TR1=1; //定時器開關打開
}
/*------------------------------------------------
定時器0中斷子程序
------------------------------------------------*/
void Timer0_isr(void) interrupt 1
{
TH0=00; //重新給定初值
TL0=00;
OVERFLOWFLAG=1; //溢出標誌
}
/*------------------------------------------------
定時器1中斷子程序
------------------------------------------------*/
void Timer1_isr(void) interrupt 3
{
static unsigned char i;
TH1=HIGH; //重新賦值10ms
TL1=LOW;
i++;
if(i==10) //100ms 計數時間單位，得出100ms脈衝個數 x10就是1s中脈衝個數，即爲頻率 Hz
{
i=0;
TR0=0; //2個定時器關閉
TR1=0;
TIMERFLAG=1; //標誌位清零
TH1=HIGH; //重新賦值
TL1=LOW;
}
}
（3）主程序
/*------------------------------------------------
主程序
------------------------------------------------*/
main()
{
unsigned long int a;
char temp[16]; //定義字符顯示緩衝數組
Init_Timer0(); //初始化定時器0
Init_Timer1(); //初始化定時器1
LCD_Init(); //初始化液晶屏
DelayMs(10); //延時用於穩定，可以去掉
LCD_Clear(); //清屏
LCD_Write_String(0,0,"Frequency Meter");//寫入第一行信息，主循環中不再更改此信息，所以在while之前寫入
while(1)
{
if(OVERFLOWFLAG)//檢測溢出標誌，如果溢出表明頻率過高，顯示溢出信息
{
OVERFLOWFLAG=0;//標誌清零
LCD_Write_String(0,1,"overflow >655KHz");
}
if(TIMERFLAG) //定時100ms到，做數據處理
{
a=TL0+TH0*256;//讀取計數值
a=a*10; //擴大到實際值
sprintf(temp,"FREQ:%08.0f Hz",(float)a);
LCD_Write_String(0,1,temp);//顯示到液晶第二行
TR0=1; //2個定時器打開
TR1=1;
TH0=0; //保證計數器初值爲0
TL0=0;
TIMERFLAG=0; //打開計時計數標誌
}
}
}
源碼+電路圖 下載：關注公衆號，首頁回覆“頻率計”獲取資料
