- 易迪拓培训,专注于微波、射频、天线设计工程师的培养
简易数字频率计设计与应用
在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此,频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两种方式:一是直接测频法,即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法,如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量,间接测频法适用于低频信号的频率测量。本次设计的数字频率计以AT89C52为核心,在软件编程中采用的是C51语言,测量采用了多周期同步测量法,它避免了直接测量法对精度的不足,同时消除了直接与间接相结合方法,需对被测信号的频率与中介频率的关系进行判断带来的不便,能实现较高的等精度频率和周期的测量。
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内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中,由于其使用十进制数显示,测量迅速,精度高,显示直观,所以经常要用到数字频率计。
This powerful (200 nanosecONd instruction execution) yet easy-to-program (only 35 single word instructions) CMOS FLASH-based 8-bit microcontroller packs Microchip's powerful PIC architecture into an 40- or 44-pin package and is upwards compATIble with the PIC16C5X, PIC12CXXX and PIC16C7X devices. The PIC16F877A features 256 bytes of EEPROM data memory, self programming, an ICD, 2 Comparators, 8 channels of 10-bit Analog-to-Digital (A/D) converter, 2 capture/compare/PWM functions, the synchronous serial port can be configured as either 3-wIRe Serial Peripheral Interface (SPI ) or the 2-wire Inter-Integrated Circuit (I C ) bus and a Universal Asynchronous Receiver Transmitter (USART)。 All of these features make it ideal for more advanced level A/D applications in automotive, industrial, appliances and consumer applications.
//本程序利用CCP1模块实现一个"简易数字频率计"的功能
#include
#include
#include
const char table[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0XD8,0x80,0x90,0xFF};
//不带小数点的显示段码表
const char table0[11]={0X40,0X79,0X24,0X30,0X19,0X12,0X02,0X78,0X00,0X10,0xFF};
//带小数点的显示段码表
bank3 int cp1z[11]; //定义一个数组,用于存放各次的捕捉值
union cp1
{int y1;
unsigned char cp1e[2];
}cp1u; //定义一个共用体
unsigned char COUNTW,COUNT; //测量脉冲个数寄存器
unsigned char COUNTER,data,k;
unsigned char FLAG @ 0XEF;
#define FLAGIT(adr,bit) ((unsigned)(&adr)*8+(bit)) //绝对寻址位操作指令
static bit FLAG1 @ FLAGIT(FLAG,0);
static bit FLAG2 @ FLAGIT(FLAG,1);
static bit FLAG3 @ FLAGIT(FLAG,2);
unsigned char s[4]; //定义一个显示缓冲数组
int T5 ,uo;
double RE5;
double puad5;
//spi方式显示初始化子程序
void SPIINIT()
{
PIR1=0;
SSPCON=0x30;
SSPSTAT=0xC0;
//设置SPI的控制方式,允许SSP方式,并且时钟下降沿发送,与"74HC595,当其
//SCLk从低到高跳变时,串行输入寄存器"的特点相对应
TRISC=0xD7; //SDO引脚为输出,SCK引脚为输出
TRISA5=0; //RA5引脚设置为输出,以输出显示锁存信号
FLAG1=0 ;
FLAG2=0 ;
FLAG3=0 ;
COUNTER=0X01;
}
//CCP模块工作于捕捉方式初始化子程序
void ccpint( )
{
CCP1CON=0X05; //首先设置CCP1捕捉每个脉冲的上升沿
T1CON=0X00; //关闭TMR1震荡器
PEIE=1; //外围中断允许(此时总中断关闭)
CCP1IE=1; //允许CCP1中断
TRISC2=1; //设置RC2为输入
}
//系统其它部分初始化子程序
void initial( )
{
COUNT=0X0B; //为保证测试精度,测试5个脉冲的参数后
//求平均值,每个脉冲都要捕捉其上升、下降沿,
//故需要有11次中断
TRISB1=0;
TRISB2=0;
TRISB4=1;
TRISB5=1; //设置与键盘有关的各口的输入、输出方式
RB1=0;
RB2=0; //建立键盘扫描的初始条件
}
//SPI传送数据子程序
void SPILED(data)
{
SSPBUF=data; //启动发送
do {
;
}while(SSPIF==0);
SSPIF=0;
}
//显示子程序,显示4位数
void display( )
{
RA5=0; //准备锁存
for(COUNTW=0;COUNTW<4;COUNTW++){
data=s[COUNTW];
data=data&0x0F;
if(COUNTW==k) data=table0[data];//第二位需要显示小数点
else data=table[data];
SPILED(data); //发送显示段码
}
for(COUNTW=0;COUNTW<4;COUNTW++){
data=0xFF;
SPILED(data); //连续发送4个DARK,使显示好看一些
}
RA5=1; //最后给一个锁存信号,代表显示任务完成
}
//键盘扫描子程序
void keyscan( )
{
if((RB4==0)||(RB5==0)) FLAG1=1 ;//若有键按下,则建立标志FLAG1
else FLAG1=0 ; //若无键按下,则清除标志FLAG1
}
//键服务子程序
void keyserve( )
{
PORTB=0XFD ;
if(RB5==0) data=0X01;
if(RB4==0) data=0X03;
PORTB=0XFB;
if(RB5==0) data=0X02;
if(RB4==0) data=0X04; //以上确定是哪个键按下
PORTB=0X00; //恢复PORTB的值
if(data==0x01) {
COUNTER=COUNTER+1; //若按下S9键,则COUNTER加1
if(COUNTER>4) COUNTER=0x01;//若COUNTER超过4,则又从1计起
}
if(data==0x02) {
COUNTER=COUNTER-1; //若按下S11键,则COUNTER减1
if(COUNTER<1) COUNTER=0x04;//若COUNTER小于1,则又循环从4计起
}
if(data==0x03) FLAG2=1 ; //若按下S10键,则建立标志FLAG2
if(data==0x04) FLAG2=0 ; //若按下S12键,则清除标志FLAG2
}
//中断服务程序
void interrupt cp1int(void)
{
CCP1IF=0; //清除中断标志
cp1u.cp1e[0]=CCPR1L;
cp1u.cp1e[1]=CCPR1H;
cp1z[data]=cp1u.y1; //存储1次捕捉值
CCP1CON=CCP1CON^0X01; //把CCP1模块改变成捕捉相反的脉冲沿
data++;
COUNT--;
}
//周期处理子程序
void PERIOD( )
{
T5=cp1z[10]-cp1z[0]; //求得5个周期的值
RE5=(double)T5; //强制转换成双精度数
RE5=RE5/5; //求得平均周期,单位为μs
}
//频率处理子程序
void FREQUENCY( )
{
PERIOD( ); //先求周期
RE5=1000000/RE5; //周期值求倒数,再乘以1 000 000,得频率,
//单位为HZ
}
//脉宽处理子程序
void PULSE( )
{
int pu;
for(data=0,puad5=0;data<=9;data++) {
pu=cp1z[data+1]-cp1z[data];
puad5=(double)pu+puad5;
data=data+2;
} //求得5个脉宽的和值
RE5=puad5/5; //求得平均脉宽
}
//占空比处理子程序
void OCCUPATIONAL( )
{
PULSE( ); //先求脉宽
puad5=RE5; //暂存脉宽值
PERIOD(); //再求周期
RE5=puad5/RE5; //求得占空比
}
//主程序
main( )
{
SPIINIT( ); //SPI方式显示初始化
while(1) {
ccpint(); //CCP模块工作于捕捉方式初始化
initial(); //系统其它部分初始化
if(FLAG2==0) {
s[0]=COUNTER; //第一个存储COUNTER的值
s[1]=0X0A;
s[2]=0X0A;
s[3]=0X0A; //后面的LED将显示"DARK"
}
display( ); //调用显示子程序
keyscan(); //键盘扫描
data=0x00; //存储数组指针赋初值
TMR1H=0;
TMR1L=0; //定时器1清0
CCP1IF=0; //清除CCP1的中断标志,以免中断一打开就进入
//中断
ei( ); //中断允许
TMR1ON=1; //定时器1开
while(1){
if(COUNT==0)break;
} //等待中断次数结束
di(); //禁止中断
TMR1ON=0; //关闭定时器
keyscan(); //键盘扫描
if(FLAG1==1) keyserve() ; //若确实有键按下,则调用键服务程序
if(FLAG2==0) continue; //如果没有按下确定键,则终止此次循环,
//继续进行测量
//如果按下了确定键,则进行下面的数值转换和显示工作
if(COUNTER==0x01) FREQUENCY(); //COUNTER=1,则需要进行频率处理
if(COUNTER==0x02) PERIOD(); //COUNTER=2,则需要进行周期处理
if(COUNTER==0x03) OCCUPATIONAL();//COUNTER=3,则需要进行占空比处理
if(COUNTER==0x04) PULSE(); //COUNTER=4,则需要进行脉宽处理
k=5;
if(RE5<1){
RE5=RE5*1000; //若RE5<1,则乘以1 000,保证小数点的精度
k=0x00;
}
else if(RE5<10){
RE5=RE5*1000; //若RE5<10,则乘以1 000,保证小数点的精度
k=0x00;
}
else if(RE5<100){
RE5=RE5*100; //若RE5<100,则乘以100,保证小数点的精度
k=0x01;
}
else if(RE5<1000){
RE5=RE5*10; //若RE5<1000,则乘以10,保证小数点的精度
k=0x02;
}
else RE5=RE5 ;
uo=(int)RE5;
sprintf(s,"%4d",uo); //把需要显示的数据转换成4位ASII码,且放入数
//组S中
display();
}
}
射频工程师养成培训教程套装,助您快速成为一名优秀射频工程师...