基于STC12C5A08S2單片機頻率計的設計與實現(xiàn)

李育紅

（吉林航空工程學校，吉林 吉林 132102）

在電子技術中，頻率是最基本的參數(shù)之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結果有十分密切的關系，因此頻率的測量就顯得尤為重要。市場上的頻率計有多種，有的頻率高，有的精度高，但那些往往價格不菲。本頻率計的設計用應用最廣泛的STC12C5A08S2單片機為核心不但頻帶寬，精度高，而且設計成本非常低，也就是說具有很高的性價比。

1 系統(tǒng)測量原理

本頻率計的設計以STC12C5A08S2單片機為核心，利用他內部的定時/計數(shù)器完成待測信號頻率的測量。單片機 STC12C5A08S2內部有2個16位定時/計數(shù)器，定時/計數(shù)器既可以定時也可以計數(shù)。在定時工作方式下，時鐘信號來自單片機內部，每來一個機器周期，計數(shù)器自動加1（使用12 MHz時鐘時，每1 μs加1），這樣以機器周期為基準可以用來定時時間。在計數(shù)工作方式下，加至外部引腳的待測信號發(fā)生從1到0的跳變時計數(shù)器加 1，這樣在計數(shù)閘門的控制下可以用來測量待測信號的頻率。外部輸入在每個機器周期被采樣一次，這樣檢測一次從 1到0的跳變至少需要2個機器周期（24個振蕩周期），所以最大計數(shù)速率為時鐘頻率的1/24。如果檢測到外部脈沖超出了檢測范圍，這需要啟動單片機STC12C5A08S2的1T模式，這樣工作頻率可以提高12倍，免除了外接復雜的外部電路的麻煩。定時/計數(shù)器的工作由運行控制位TR控制，當TR置1，定時/計數(shù)器開始計數(shù)；當 TR清 0，停止計數(shù)。如果晶振的頻率是12 MHz，采用普通模式時，最高計數(shù)頻率僅為500 kHz，如果采用定時計數(shù)器的1T模式，最高頻率可達到6 MHz，頻率提高了12倍，為了提高計數(shù)頻率該設計加入了74160十進制計數(shù)器對其十分頻，這樣可以使計數(shù)最高頻率還可以再提高十倍。

2 系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)硬件主要由四部分組成：信號處理、分頻器部分、單片機控制部分、顯示部分。信號處理電路主要作用是把輸入的信號轉變成計數(shù)器識別的脈沖信號；分頻器部分把脈沖信號對其十分頻；單片機控制電路是對單片機的定時、計數(shù)和對數(shù)據(jù)的轉換處理；顯示部分采用點陣液晶模塊。信號處理電路和分頻電路，見圖1。

圖1 信號處理和分頻電路

圖2 程序流程圖

3 系統(tǒng)軟件設計

軟件采用匯編語言編寫，應用模塊化設計方法，主要包括定時子程序，判斷是否分頻子程序，數(shù)據(jù)處理子程序，十進制轉換子程和液晶顯示子程序，其流程圖見圖2。

4 結束語

該系統(tǒng)結構簡單，與傳統(tǒng)的電路相比，該系統(tǒng)處理速度快、穩(wěn)定性高，最大限度的利用了單片機的定時和計數(shù)功能，充分發(fā)揮了單片機控制功能強的特點，具有較高的性價比。

1 王守中.51單片機開發(fā)入門與典型事例［M］.北京：人民郵電出版社，2007

2 何立民.單片機初級教程［M］.北京：北京航空航天出版社，2005