基于单片机片内定时器的数字频率计设计。要求：（1）测频率范围：10Hz ~ 10K Hz。为保证测量精度分为三个频段： 10Hz ~ 100 Hz 100Hz ~ 1K Hz 1 K Hz ~ 10K Hz当信号频率超过规定的频段上限时，设有超量程指示。三个频段之间用手动切换。（2）输入波形：低频函数信号发生器输出的矩形波，幅度为3V 。（3）测量误差：σ≤±1%。（4）显示和响应时间：测量结果用三位半导体数码管显示，要求显示数码稳定清晰。三个频段的最大显示数分别为99.9 Hz，999. Hz，9.99 K Hz，为此需要控制小数点位置，并用两个发光二极管分别显示频率单位：Hz 或K Hz，详见表1。工具/原料more PC机、Keil uVision软件，C8051F330单片机，EC3在线仿真器。方法/步骤1/5分步阅读

频率测量的方法常用的有测频法和测周法两种。

测频法的基本思想是让计数器在闸门信号的控制下计数1秒时间，计数结果是1秒内被测信号的周期数，即被测信号的频率。若被测信号不是矩形脉冲，则应先变换成同频率的矩形脉冲。测频法的原理框图如图所示。

图中，秒脉冲作为闸门信号，当其为高电平时，计数器计数；低电平时，计数器停止计数。显然，在同样的闸门信号作用下，被测信号的频率越高，测量误差越小。当被测频率一定时，闸门信号高电平的时间越长，测量误差越小。但是闸门信号周期越长，测量的响应时间也越长。

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当被测信号频率较低时，为保证测量精度，常采用测周法。即先测出被测信号的周期，再换算成频率。测周法的实质是把被测信号作为闸门信号，在它的高电平的时间内，用一个标准频率的信号源作为计数器的时钟脉冲。若计数结果为N，标准信号频率为f1，则被测信号的周期为

T = T1·N

被测信号的频率为

f = 1/T1·N = f1/N

利用测周法所产生的最大绝对误差，显然也等于±1个标准信号周期。如果被测信号周期的真值为T真= T1·N，则T测= T1·（N±1）

σmax= （f测-f真）/ f真= T真/T测 – 1=±1/（N±1）

由上式可知，对于一定的被测信号，标准信号的频率越高，则N的值越大，因而相对误差越小。

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低频段的测量

鉴于上述困难，对于低频信号，为了达到规定的精度，要采取一些比较特殊的方法。例如，可考虑将被测信号倍频后再用测频法测量。或将闸门信号展宽。由于倍频电路比较复杂，所以一般采用后一种方法，实际上闸门信号展宽与被测信号倍频在效果上是相同的。闸门信号展宽比较容易做到，例如采用分频电路就可以实现。若闸门信号高电平时间从1秒展宽到10秒，则相对误差可以按比例下降，但响应时间也增大相同的比例。

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显示方式：共用右边四个数码管，左三个显示数据，最右端一个显示单位，为0时单位为Hz，为1时单位为Khz

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代码：

//#includec8051F330.h

#includeZLG7289.h

#includeinit.h

#define uint unsigned int

uint a,b,c,d;

unsigned long x;

unsigned long count;

unsigned char flag=0;

void Timer0_Init()interrupt 1

{

TH0=(65535-10000)/256;

TL0=(65535-10000)%256;

if(++count==40)

{

count=0;

TR1=0;

x=TH1*256+TL1;

TH1=0;

TL1=0;

TR1=1;

flag=1;

}

}

void show(void)

{if(x=10x100)

{

a=0;

b=x*10%100;

c=x/10;

d=x%10;

ZLG7289_Download(1,7,0,a);

ZLG7289_Download(1,6,0,b);

ZLG7289_Download(1,5,1,d);

ZLG7289_Download(1,4,0,c);

}

else if(x=100x1000)

{

a=0;

b=x/100;

c=x%100/10;

d=x%10;

ZLG7289_Download(1,7,0,a);

ZLG7289_Download(1,6,1,d);

ZLG7289_Download(1,5,0,c);

ZLG7289_Download(1,4,0,b);

}

else if(x=1000x10000)

{

a=x/1000;

b=x%1000/100;

c=x%100/10;

d=1;

ZLG7289_Download(1,7,0,d);

ZLG7289_Download(1,6,0,c);

ZLG7289_Download(1,5,0,b);

ZLG7289_Download(1,4,1,a);

}

}

main(void)

{

system_init();

systemclk_init();

port_init();

ZLG7289_Init(40);

ZLG7289_Reset();

timer_init();

while(1)

{

if(flag==1)

{

show();

flag = 0;

}

}}

#include C8051F330.h

#include port.h

void system_init()

{

PCA0MD=~0x40;

}

void systemclk_init()

{

OSCICL=OSCICL+42; //设置内部振荡器为24MHZ

OSCICN|=0x01; //内部振荡器4分频

}

void port_init()

{

P0SKIP=0x00; //跳过P0.0做INT0.P0.1做INT1(P0.6,P0.7模拟输出不跳)

P1SKIP=0x00; //跳过P1.2，P1.3，P1.4

XBR0=0x00; //交叉开关使能UART0

XBR1=0x60; //打开交叉开关

//IT01CF=0x10; //INT0配置在P0.0，INT1配置在P0.1

P0MDIN=0xFF; //数字输入

P1MDIN=0xFF;

P0MDOUT=0xFF; //推挽

P1MDOUT=0xFF;

}

void timer_init()

{

TMOD=0X51;

TH0=(65535-2500)/256;

TL0=(65535-2500)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR1=1;

TR0=1;

}

#ifndef __port_H_

#define __port_H_

void system_init(void);

void systemclk_init(void);

void port_init(void);

void timer_init(void);

#endif

注意事项

掌握单片机片内定时器的使用方法

掌握基于单片机片内定时器的数字频率计设计方法