51单片机编程第六节：低频频率计-电子工程世界

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第六节：低频频率计

实例目的：学时定时器、计数器、中断应用
说明：选用24MHz的晶体，主频可达2MHz。用T1产生100us的时标，T0作信号脉冲计数器。假设晶体频率没有误差，而且稳定不变（实际上可达万分之一）；被测信号是周期性矩形波（正负脉冲宽度都不能小于0.5us），频率小于1MHz，大于1Hz。要求测量时标1S，测量精度为0.1%。
解：从测量精度要求来看，当频率超过1KHz时，可采用1S时标内计数信号脉冲个数来测量信号频，而信号频率低于1KHz时，可以通过测量信号的周期来求出信号频率。两种方法自动转换。
对于低于1KHz的信号，信号周期最小为1ms，也就是说超过1000us，而我们用的定时器计时脉冲周期为0.5us，如果定时多计或少计一个脉冲，误差为1us，所以相对误差为1us/1000us=0.1%。信号周期越大，即信号频率越低，相对误差就越小。
从上面描述来看，当信号频率超过1KHz后，信号周期就少于1000us，显然采用上面的测量方法，不能达到测量精度要求，这时我们采用1S单位时间计数信号的脉冲个数，最少能计到1000个脉冲，由于信号频率不超过1MHz，而我们定时脉冲为2MHz，最差多计或少计一个信号脉冲，这样相对误差为1/1000，可见信号频率越高，相对误差越小。
信号除输入到T1（P3.5）外，还输入到INT1（P3.3）。

代码

1. unsigned int us100; //对100us时间间隔单位计数，即有多少个100us。

2. unsigned char Second;

3. unsigned int K64; //对64K单位计数，即有多少个64K

4. unsigned char oldT0;

5. unsigned int oldus, oldK64, oldT1;

6. unsigned long fcy; //存放频率值，单位为Hz

7. bit HighLow=1; //1：表示信号超过1KHz；0：表示信号低于1KHz。

8. void InitialHigh( void )

9. {

10. IE=0; IP=0; HighLow=1;

11. TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; PX0=1; T0=1;

12. TMOD = (TMOD & 0x0f) | 0x50; TH1=0; TL1=0; T1=1; ET1=1;

13. Us100=0; Second=0; K64=0;

14. oldK64=0; oldT1=0;

15. TCON |= 0x50; //同时置 TR0=1; TR1=1;

16. EA = 1;

17. }

18. void InitialLow( void )

19. {

20. IE=0; IP=0; HighLow=0;

21. TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; ET0=1; TR0=1;

22. INT1 = 1; IT1=1; EX1=1;

23. Us100=0; Second=0; K64=0;

24. oldK64=0; oldT1=0;

25. EA = 1;

26. }

27. void T0intr( void ) interrupt 1

28. { if( HighLow==0 ) ++us100;

29. else

30. if( ++us100 >= 10000 )

31. { unsigned int tmp1, tmp2;

32. TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1;

33. fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1);

34. oldK64=tmp1; oldT1=tmp2;

35. Second++;

36. us100=0;

37. }

38. }

39. void T1intr( void ) interrupt 3 { ++K64; }

40. void X1intr( void ) interrupt 2

41. { static unsigned char sts=0;

42. switch( sts )

43. {

44. case 0: sts = 1; break;

45. case 1: oldT0=TL0; oldus=us100; sts=2; break;

46. case 2:

47. {

48. unsigned char tmp1, tmp2;

49. TR0=0; tmp1=TL0; tmp2=us100; TR0=1;

50. fcy = 1000000L/( (tmp2-oldus)*100L + (256-tmp1)/2 );

51. Second ++;

52. }

53. Sts = 0;

54. break;

55. }

56. }

57. void main( void )

58. {

59. if( HighLow==1) InitialHigh(); else InitialLow();

60. While(1)

61. {

62. if( Second != 0 )

63. {

64. Second = 0;

65. //display fcy 引用前面的数码管驱动程序，注意下面对T0中断服务程序的修改

66. { unsigned char i;

67. for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, fcy%10); fcy /= 10; }

68. }

69. if( HighLow==1 )

70. if( fcy<1000L ){ InitalLow();}

71. else

72. if( fcy>1000L ){ InitalHigh();}

73. }

74. }

75. }

76. //修改T0的中断服务程序，让它在完成时标的功能时，同时完成数码管显示刷新

77. void T0intr( void ) interrupt 1

78. {

79. static unsigned char ms = 0;

80. if( HighLow==0 ) ++us100;

81. else

82. if( ++us100 >= 10000 )

83. { unsigned int tmp1, tmp2;

84. TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1;

85. fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1);

86. oldK64=tmp1; oldT1=tmp2;

87. Second++;

88. us100=0;

89. }

90. if( ++ms >= 10 ){ ms=0; DisplayBrush(); } //1ms数码管刷新

91. }

关键字：51单片机编程低频频率计引用地址：51单片机编程第六节：低频频率计

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