ATMEGA8单片机频率计程序与电路图

原理上采用32.768K外部晶振产生异步时钟信号 ，作为M8定时器2的时钟源，设定1024的预分频，可以得到TCNT2溢出的精确时间为1s，在溢出中断时控制74ls00与非门进而控制被测信号的通断，累计1s 内计数器获得的值，经过简单的运算则可获得被测信号的频率 

M8 采用内部 8M 内部RC震荡 工作模式 ， 电路采用74ls393 对被测信号进行预分频，相当于扩张T1计数器的位数，T1 为16位，74ls393为8位，扩展后为24位，T1不溢出的话 最高可测 16.777216M ,溢出则累计中断次数然后进行累加即可。（另外添加74ls393进行预分频的目的是为了解决T1引脚时钟信号不宜大于 单片机 工作频率的二分之一的问题） 

目前测频 4M 已经成功通过，由于没有函数信号发生器，所以其他高频还没有做测试 


/////////////////////////////以下为程序, 只有一个文件 main.c ///////////////////////////////// 

#include  
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#include  
#include  
#include  

/*----------------------常用参数定义-------------------*/ 

#define P0 0 
#define P1 1 
#define P2 2 
#define P3 3 
#define P4 4 
#define P5 5 
#define P6 6 
#define P7 7 

#define FREQ 8 
#define uint unsigned int 
#define uchar unsigned char 

/*----------------------某些端口操作-------------------*/ 

#define SET_DOOR PORTB|=_BV(P1) 
#define CLR_DOOR PORTB&=~_BV(P1) 

#define SET_CLEAR PORTB|=_BV(P2) 
#define CLR_CLEAR PORTB&=~_BV(P2) 

/*----------------------1602定义-------------------*/ 

#define SET_LCD_RS PORTD|=_BV(P2) 
#define CLR_LCD_RS PORTD&=~_BV(P2) 

#define SET_LCD_RW PORTD|=_BV(P3) 
#define CLR_LCD_RW PORTD&=~_BV(P3) 

#define SET_LCD_E PORTD|=_BV(P4) 
#define CLR_LCD_E PORTD&=~_BV(P4) 

#define SET_74LS595_SHIFT PORTB|=_BV(P0) 
#define CLR_74LS595_SHIFT PORTB&=~_BV(P0) 

#define SET_74LS595_DI PORTD|=_BV(P6) 
#define CLR_74LS595_DI PORTD&=~_BV(P6) 

#define SET_74LS595_CLK PORTD|=_BV(P7) 
#define CLR_74LS595_CLK PORTD&=~_BV(P7) 

void LCD_ON(void);     //启动LCD 
void LongConvertToChar(unsigned long WD); 
void LCDInit(void); 
void WritEDAtaLCD(unsigned char WDLCD); 
void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD); 
void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData); 
void DisplayListChar(unsigned char X, unsigned char Y,unsigned char *DData); 
void WritEDAtaTo595(unsigned char WDLCD); 

const unsigned char Owner[] = {"Hello World !!!"}; 
const unsigned char uctech[] = {"INPUT FREQUENCE:"}; 
const unsigned char   Init[] = {"Initialization."}; 
unsigned char net[16] =         {"Axin & Cornsoup"};  
unsigned char Net_Pointer=0;//net[] 的指针 

unsigned char Timer1_Counter_H=0; 
unsigned char Timer1_Counter_L=0; 
unsigned long Frequence=0; 
unsigned char T2_OV_Time=1; //T2溢出对应的时间 
unsigned char T1_OV_Times=0; //T1溢出次数 


/*----------------------串口定义-------------------*/ 

unsigned char SetPrintfConvertMode=0; //使用printf作其他转换,并非输出到UART 

void Uart_Init(void); 

int System_putchar(char c, FILE *stream); 
int System_getchar(FILE *stream); 

FILE mystd = FDEV_SETUP_STREAM(System_putchar, System_getchar,_FDEV_SETUP_RW); 

/*----------------------常用函数定义------------------*/ 

void delay_nms(unsigned int ms)                //N ms延时函数 
{ 
uint i; 
for(i=0;i   _delay_loop_2(FREQ*250); 
} 

/*----------------------系统初始化函数定义------------------*/ 

void IO_INIT(void); 


///////////////////////////////////////////////////////////////// 


int main(void)  
{ 
wdt_dISAble(); 
IO_INIT(); 
Uart_Init(); 
LCD_ON();                    //初始化 LCD1602 并显示制作者信息 
delay_nms(1500); 
DisplayListChar(0, 0, uctech); //输出英文 "Input Frequence:" 到LCD1602 第一行 

DisplayListChar(0, 5, Init);    //显示稍等 

CLR_DOOR;                       //关闭阀门 
_delay_loop_2(5); 
SET_CLEAR; 
_delay_loop_2(5);               //清空74ls393数据 
CLR_CLEAR; 

TCNT1H=0; 
TCNT1L=0;                        //清空T1计数器 

ASSR=_BV(AS2);                          //允许异步时钟 
TCCR2=_BV(CS22)|_BV(CS20);         
TCCR1B=_BV(CS12)|_BV(CS11);            //外部T1引脚输入 下降沿有效 (一定要下降沿) 
TIMSK=_BV(TOIE1)|_BV(TOIE2);           //允许溢出中断 

sei();  

while(1);  
} 


/*----------------------系统初始化函数实体------------------*/ 

void IO_INIT(void) 
{ 
DDRB|=0x0f; 
PORTB&=0x0f; 
DDRC|=0x00; 
PORTC&=0x00; 
DDRD|=0xdc; 
PORTD&=0xdc; 
} 

/*----------------------系统中断函数实体-----------------*/ 

ISR(TIMER1_OVF_vect) //定时器1溢出中断  
{ 
T1_OV_Times++; 
} 


ISR(TIMER2_OVF_vect) //定时器2溢出中断  
{  
if(T2_OV_Time==2) 
   { 
    CLR_DOOR; 

    Timer1_Counter_L=TCNT1L;   //读取TCNT1数据要按照顺序，先低8位后高8位 
    Timer1_Counter_H=TCNT1H; 
   
    Frequence=((unsigned long)Timer1_Counter_H<<16)|((unsigned long)Timer1_Counter_L<<8)|((PINC&0x3c)>>2)|((PINC&0x03)<<6)|(PINB&0x30); 
    
    if(T1_OV_Times!=0)        //其实这个是多余的，这里目的是测量16.7M 以上的频率 不过我们测量的频率不可能达到这个 
     { 
      Frequence+=(unsigned long)0xffff*0xff*T1_OV_Times; 
      T1_OV_Times=0; 
     } 
    
    //printf("\n\NTCNT1H: 0X%X TCNT1L: 0X%x",Timer1_Counter_H,Timer1_Counter_L); 
    //printf("\nOverFlowTimes %d",T1_OV_Times); 
    
    LongConvertToChar(Frequence);   //把Frequence 转换后的数据 放到 net[]数组里面 
    DisplayListChar(0, 5, net);     //把net[]的数据输出到LCD 
   
    SET_CLEAR;                  //一定要先把 74ls393 清零 再对TCNT1 清零 
    _delay_loop_2(2);           //适当延时，其实可不要 
    CLR_CLEAR; 
    _delay_loop_2(2); 
    
    TCNT1H=0x00; 
    TCNT1L=0x00;    

    T2_OV_Time=1;             //启动下一次测量 
   } 
else 
   {  
    SET_DOOR;   
    T2_OV_Time=2;         
   } 
} 


/*----------------------LCD_1602函数实体------------------*/ 

void LCD_ON(void) 
{ 
delay_nms(400); //启动等待，等LCD讲入工作状态 
LCDInit(); //LCD初始化 
delay_nms(100); //延时片刻(可不要) 
DisplayListChar(0, 0, Owner); 
DisplayListChar(0, 5, net); 
} 

void UsePrintfToConvert(unsigned long WD)   //利用 printf 的转换功能 爽！ ^.^ 
{ 
SetPrintfConvertMode=1; //设置 printf 为自定义转换模式 
printf("%13ld Hz",WD);    //net[]数组总共有 16 个成员 与LCD1602的一行16个位对应 
SetPrintfConvertMode=0;   //还原 printf 为 Uart 输出模式 

/*---------为输出数据添加逗号 999，999，999 ------------*/ 


    net[2]=net[4]; 
net[3]=net[5]; 
net[4]=net[6]; 
if(net[2]!=’ ’||net[3]!=’ ’||net[4]!=’ ’) 
{ 
   if(net[4]!=’-’) 
    { 
     net[5]=’,’; 
    } 
} 
net[6]=net[7]; 
net[7]=net[8]; 
net[8]=net[9]; 
if(net[6]!=’ ’||net[7]!=’ ’||net[8]!=’ ’) 
{ 
   if(net[8]!=’-’) 
    { 
    net[9]=’,’; 
    } 
} 
} 

void LongConvertToChar(unsigned long WD) 
{ 
UsePrintfToConvert(WD); 
} 

void WritEDAtaTo595(unsigned char WDLCD) // 74hc595 串行转并行输出 
{ 
unsigned char i; 
CLR_74LS595_CLK; 
for(i=0;i<8;i++) 
   { 
    CLR_74LS595_SHIFT; 
    if(WDLCD&0x01) 
     { 
      SET_74LS595_DI; 
     } 
    else 
     { 
      CLR_74LS595_DI; 
     } 
    WDLCD>>=1; 
    SET_74LS595_SHIFT; 
   } 
_delay_loop_2(1); 
SET_74LS595_CLK;  
} 

//写数据 
void WritEDAtaLCD(unsigned char WDLCD) 
{ 
delay_nms(1);//适当加延时，避免 LCD1602 繁忙 
WritEDAtaTo595(WDLCD); 
SET_LCD_RS; 
CLR_LCD_RW; 
CLR_LCD_E; //若晶振速度太高可以在这后加小的延时 
_delay_loop_2(1); 
SET_LCD_E; 
} 

//写指令 
void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD) 
{ 
delay_nms(1);//适当加延时，避免 LCD1602 繁忙 
WritEDAtaTo595(WCLCD); 
CLR_LCD_RS; 
CLR_LCD_RW;  
CLR_LCD_E; 
_delay_loop_2(1); 
SET_LCD_E;  
} 


void LCDInit(void) //LCM初始化 
{ 
WritEDAtaTo595(0); 
WriteCommandLCD(0x38); //三次显示模式设置，不检测忙信号 
delay_nms(15); 
WriteCommandLCD(0x38); 
delay_nms(5); 
WriteCommandLCD(0x38); 
delay_nms(5); 

WriteCommandLCD(0x38); //显示模式设置,开始要求每次检测忙信号 
WriteCommandLCD(0x08); //关闭显示 
WriteCommandLCD(0x01); //显示清屏 
WriteCommandLCD(0x06); // 显示光标移动设置 
WriteCommandLCD(0x0C); // 显示开及光标设置 
} 

//按指定位置显示一个字符 
void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData) 
{ 
Y &= 0x1; 
X &= 0xF; //限制X不能大于15，Y不能大于1 
if (Y) X |= 0x40; //当要显示第二行时地址码+0x40; 
X |= 0x80; // 算出指令码 
WriteCommandLCD(X); //这里不检测忙信号，发送地址码 
WritEDAtaLCD(DData); 
} 

//按指定位置显示一串字符 
void DisplayListChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char *DData) 
{ 
unsigned char ListLength; 

ListLength = 0; 
Y &= 0x1; 
X &= 0xF; //限制X不能大于15，Y不能大于1 
while (DData[ListLength]>=0x20) //若到达字串尾则退出 
{ 
   if (X <= 0xF) //X坐标应小于0xF 
    { 
     DisplayOneChar(X, Y, DData[ListLength]); //显示单个字符 
     ListLength++; 
     X++; 
    } 
} 
} 

/*----------------------串口函数实体------------------*/ 


void Uart_Init(void) 
{ 
UCSRB=_BV(RXEN)|_BV(TXEN);  
UBRRL=51;    
stdout=&mystd; 
stdin=&mystd; 
} 

int System_putchar(char c, FILE *stream) 
{ 
if(SetPrintfConvertMode==1) 
{ 
   net[Net_Pointer]=c; 
   Net_Pointer++; 
   if(Net_Pointer>=16) 
   { 
    Net_Pointer=0; 
   } 
   
} 
else 
{ 
   if (c == ’\n’) 
   System_putchar(’\r’, stream); 
   loop_until_bit_is_set(UCSRA, UDRE); 
   UDR = c; 
} 

return 0; 
} 


int System_getchar( FILE *stream) 
{ 
loop_until_bit_is_set(UCSRA,RXC); 
return UDR; 
}