一种频率测试方法和对应的频率测试系统的制作方法_2

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过三个确定的分频比10、100、1000来对待测信号进行分频处理。
[0033]如图1所示,频率测试方法包括以下步骤:
[0034](I)对待测信号进行测试,计算待测信号的测试周期;判断测试周期是否小于10us ;当测试周期大于或等于10us时,生成待测信号的频率值;当测试周期小于10us时,进行下一步骤;
[0035]单片机的定时器对待测信号进行计数,并根据溢出次数和计数值计算出测试周期。单片机判断测试周期是否小于10us ;当测试周期大于或等于10us时,将该测试周期取倒数,得到待测信号的频率值;当测试周期小于10us时,进行下一步骤。
[0036](2)对待测信号进行10分频处理,之后进行测试,计算处理后得到的测试周期;判断处理后得到的测试周期是否小于10us ;当处理后得到的测试周期大于或等于10us时,生成待测信号的频率值;当处理后得到的测试周期小于10us时,进行下一步骤;
[0037]单片机设定分频器的分频比为10 ;可编程分频器对信号进行10分频处理,单片机的定时器对待测信号进行计数,并根据溢出次数和计数值计算出处理后得到的测试周期。单片机判断测试周期是否小于10us ;当处理后得到的测试周期大于等于10us时,将处理后得到的测试周期除以10之后取倒数,得到待测信号的频率值;当待测测试周期小于10us时,进行下一步骤。
[0038](3)对待测信号进行100分频处理,之后进行测试,计算处理后得到的测试周期;判断处理后得到的测试周期是否小于10us ;当处理后得到的测试周期大于或等于10us时,生成待测信号的频率值;当处理后得到的测试周期小于10us时,进行下一步骤;
[0039]单片机设定分频器的分频比为100 ;可编程分频器对信号进行100分频处理,单片机的定时器对待测信号进行计数,并根据溢出次数和计数值计算出处理后得到的测试周期。单片机判断测试周期是否小于10us ;当处理后得到的测试周期大于等于10us时,将处理后得到的测试周期除以100之后取倒数,得到待测信号的频率值;当待测测试周期小于10us时,进行下一步骤。
[0040](4)对待测信号进行1000分频处理,之后进行测试,计算处理后的信号周期;并根据处理后的信号周期生成待测信号的频率值。
[0041]单片机设定分频器的分频比为1000 ;可编程分频器对信号进行1000分频处理,单片机的定时器对待测信号进行计数,并根据溢出次数和计数值计算出处理后的信号周期。单片机将处理后的信号周期除以1000之后取倒数,得到待测信号的频率值。
[0042]在上述实施例中,所述设定值取lOOus,是因为当待测测试周期小于10us时,对应的单片机计时长度小于lOOus,导致测量精度较低。作为其他实施方式,所述设定值为其他能有效提尚单片机测试精度的,并与单片机晶振频率相适配的设定值,如200us等。
[0043]在上述实施例中,所述分频比匕为10 ;所述分频比f 2为100 ;所述分频比f ?为1000作为其他实施方式,所述分频比f\、f2、fn以递增的方式增加。
[0044]频率测试系统实施例
[0045]如图2所示,本发明实施例的频率测试系统包括按键K1、AT89C51单片机、可编程分频器⑶4059、以及模拟开关⑶4052和字符型液晶1602。其中,AT89C51单片机是整个系统的核心,其晶振频率为12MHz,主要用于测量外部待测信号的周期,以得到信号的频率值,并在液晶上显示频率值;同时,单片机根据信号的频率范围,控制分频器和模拟开关,实现测量范围的自动切换。分频器用于对待测信号进行10分频、100分频或1000分频,以便将待测高频信号的周期扩大10倍、100倍或1000倍。模拟开关主要用于选择待测信号,或者选择经过分频后的信号。液晶主要用于显示待测信号的频率值。
[0046]AT89C51单片机的Pl.0引脚连接按键Kl的一端,该端同时连接一个上拉电阻,按键Kl的另一端接地;AT89C51单片机的Pl.4?Pl.6引脚分别对应连接字符型液晶1602的寄存器选择引脚RS、读写引脚R/W和使能引脚E ;AT89C51单片机的P0.7?P0.0引脚分别连接字符型液晶1602的数据引脚DB7?DBO ;AT89C51单片机的P3.1引脚连接模拟开关⑶4052的INH引脚;AT89C51单片机的P3.0引脚连接模拟开关⑶4052的选择引脚A ;AT89C51单片机的外部中断引脚/INTO连接模拟开关⑶4052的输出引脚x ;AT89C51单片机的Pl.1?Pl.3引脚分别连接可编程分频器⑶4059的分频设置引脚J5、J9和J13。
[0047]可编程分频器⑶4059的时钟输入弓I脚CP连接待测信号;输出引脚OUT连接模拟开关⑶4052的Ix引脚;模式引脚ka和kb连接+5V电源;模式引脚kc接地;使能锁存引脚L接地;分频设置引脚Jl?J4、J6?J8、JlO?J12和J14?J16均接地;
[0048]模拟开关⑶4052的选择引脚B接地;0x引脚连接待测信号。
[0049]具体地,AT89C51单片机的各个引脚功能如下:
[0050]AT89C51单片机的Pl.0引脚用于控制系统是否开始测试。AT89C51单片机的Pl.0引脚置O时,系统开始检测待测信号的频率。
[0051]AT89C51单片机的P3.0引脚用于选择输入单片机的信号来源。当AT89C51单片机的P3.0引脚置O时,模拟开关CD4052选择来自于其Ox引脚的信号,即待测信号直接输出到其输出引脚X ;当AT89C51单片机的P3.0引脚置I时,模拟开关⑶4052选择来自于其Ix引脚的信号,即待测信号经分频器⑶4059后到其输出引脚X。
[0052]AT89C51单片机的P3.1引脚用于控制模拟开关⑶4052是否工作。当AT89C51单片机的P3.1引脚置O时,控制模拟开关⑶4052进入工作状态。
[0053]AT89C51单片机的Pl.3?Pl.1引脚用于控制分频器⑶4059的分频状态。当AT89C51单片机的Pl.3?Pl.1引脚置为OOlB时,使分频器CD4059工作于10分频状态;当AT89C51单片机的Pl.3?Pl.1引脚置为OlOB时,使分频器CD4059工作于100分频状态;当AT89C51单片机的Pl.3?Pl.1引脚置为100B时,使分频器CD4059工作于1000分频状态。
[0054]AT89C51单片机的Pl.4?Pl.6引脚用于控制字符型液晶1602的状态。当寄存器选择引脚RS置1、读写引脚R/W置0、使能引脚E置O时,将数据写入字符型液晶1602的数据寄存器;当寄存器选择引脚RS置1、读写引脚R/W置1、使能引脚E置I时,从字符型液晶1602的数据寄存器中读取数据。
[0055]AT89C51单片机的P0.7?P0.0引脚用于将待测信号的频率写入字符型液晶
1602ο
[0056]频率测试系统的工作过程如下:
[0057](1)AT89C51单片机设置分频模式变量FREM0DE为O ;同时,将Ρ3.0引脚置O ;循环检测Pl.0引脚。
[0058](2)当按下按键Kl使得Pl.0引脚为低电平O时,设置定时器中断溢出次数变量OFNUM为0,设置/INTO中断次数变量INTNUM为O ;同时,将P3.1引脚置0,控制模拟开关CD4052进入工作状态。
[0059](3)由于此时AT89C51单片机的P3.0引脚为0,所以待测信号直接通过模拟开关⑶4052输出引脚X进入AT89C51单片机的/INTO引脚,当该信号的下降沿到来时,引发AT89C51单片机的/INTO中断。
[0060](4)在/INTO中断程序中,由于检测到中断次数变量INTNUM为O ;因此,AT89C51单片机启动定时中断O,定时器O开始计时,定时器O工作于模式1,初值为O ;并将中断次数变量INTNUM加I。当计数值溢出时,在定时器O的溢出中断程序中,将溢出次数变量OFNUM加I,并再次启动定时中断O。
[0061](5)当待测信号的下降沿第2次到来时,再次引发AT89C51单片机的/INTO中断;此时中断次数变量INTNUM为1,AT89C51单片机关闭定时器0,读取定时器O的计数值,并根据溢出次数和计数值计算出测试周期。
[0062]如果该测试周期值大于或等于lOOus,根据周期值和分频模式变量FREM0DE计算信号频率;此时变量分频模式变量FREM0DE为0,将周期取倒数便得到待
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