簡易數字頻率計設計程序

　　在電子技術中，頻率是zui基本的參數之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結果都有十分密切的關系，因此，頻率的測量就顯得更為重要。測量頻率的方法有多種，其中電子計數器測量頻率具有精度高、使用方便、測量迅速，以及便于實現測量過程自動化等優點，是頻率測量的重要手段之一。電子計數器測頻有兩種方式：一是直接測頻法，即在一定閘門時間內測量被測信號的脈沖個數；二是間接測頻法，如周期測頻法。直接測頻法適用于高頻信號的頻率測量，間接測頻法適用于低頻信號的頻率測量。本次設計的數字頻率計以AT89C52為核心，在軟件編程中采用的是C51語言，測量采用了多周期同步測量法，它避免了直接測量法對精度的不足，同時消除了直接與間接相結合方法，需對被測信號的頻率與中介頻率的關系進行判斷帶來的不便，能實現較高的等精度頻率和周期的測量。
　　
　　數字頻率計是計算機、通訊設備、音頻視頻等科研生產領域*的測量儀器。它是一種用十進制數字，顯示被測信號頻率的數字測量儀器。它的基本功能是測量正弦信號，方波信號以及其他各種單位時間內變化的物理量。在進行模擬、數字電路的設計、安裝、調試過程中，由于其使用十進制數顯示，測量迅速，精度高，顯示直觀，所以經常要用到數字頻率計。
　　
　　Thispowerful（200nanosecONdinstructionexecution）yeteasy-to-program（only35singlewordinstructions）CMOSFLASH-based8-bitmicrocontrollerpacksMicrochip'spowerfulPIC?architectureintoan40-or44-pinpackageandisupwardscompATIblewiththePIC16C5X,PIC12CXXXandPIC16C7Xdevices.ThePIC16F877Afeatures256bytesofEEPROMdatamemory,selfprogramming,anICD,2Comparators,8channelsof10-bitAnalog-to-Digital（A/D）converter,2capture/compare/PWMfunctions,thesynchronousserialportcanbeconfiguredaseither3-wIReSerialPeripheralInterface（SPI?）orthe2-wireInter-IntegratedCircuit（I?C?）busandaUniversalAsynchronousReceiverTransmitter（USART）。AllofthesefeaturesmakeitidealformoreadvancedlevelA/Dapplicationsinautomotive,industrial,appliancesandconsumerapplications.
　　
　　//本程序利用CCP1模塊實現一個"簡易數字頻率計"的功能
　　
　　#Include
　　
　　#Include
　　
　　#Include
　　
　　constchartable[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0XD8,0x80,0x90,0xFF};
　　
　　//不帶小數點的顯示段碼表
　　
　　constchartable0[11]={0X40,0X79,0X24,0X30,0X19,0X12,0X02,0X78,0X00,0X10,0xFF};
　　
　　//帶小數點的顯示段碼表
　　
　　bank3intcp1z[11];//定義一個數組，用于存放各次的捕捉值
　　
　　unioncp1
　　
　　{inty1;
　　
　　unsignedcharcp1e[2];
　　
　　}cp1u;//定義一個共用體
　　
　　unsignedcharCOUNTW,COUNT;//測量脈沖個數寄存器
　　
　　unsignedcharCOUNTER,data,k;
　　
　　unsignedcharFLAG@0XEF;
　　
　　#defineFLAGIT（adr,bit）（（unsigned）（&adr）*8+（bit））//尋址位操作指令
　　
　　staticbitFLAG1@FLAGIT（FLAG,0）；
　　
　　staticbitFLAG2@FLAGIT（FLAG,1）；
　　
　　staticbitFLAG3@FLAGIT（FLAG,2）；
　　
　　unsignedchars[4];//定義一個顯示緩沖數組
　　
　　intT5,uo;
　　
　　doubleRE5;
　　
　　doublepuad5;
　　
　　//spi方式顯示初始化子程序
　　
　　voidSPIINIT（）
　　
　　{
　　
　　PIR1=0;
　　
　　SSPCON=0x30;
　　
　　SSPSTAT=0xC0;
　　
　　//設置SPI的控制方式，允許SSP方式，并且時鐘下降沿發送，與"74HC595,當其
　　
　　//SCLk從低到高跳變時，串行輸入寄存器"的特點相對應
　　
　　TRISC=0xD7;//SDO引腳為輸出，SCK引腳為輸出
　　
　　TRISA5=0;//RA5引腳設置為輸出，以輸出顯示鎖存信號
　　
　　FLAG1=0;
　　
　　FLAG2=0;
　　
　　FLAG3=0;
　　
　　COUNTER=0X01;
　　
　　}
　　
　　//CCP模塊工作于捕捉方式初始化子程序
　　
　　voidccpint（）
　　
　　{
　　
　　CCP1CON=0X05;//首先設置CCP1捕捉每個脈沖的上升沿
　　
　　T1CON=0X00;//關閉TMR1震蕩器
　　
　　PEIE=1;//外圍中斷允許（此時總中斷關閉）
　　
　　CCP1IE=1;//允許CCP1中斷
　　
　　TRISC2=1;//設置RC2為輸入
　　
　　}
　　
　　//系統其它部分初始化子程序
　　
　　voidinitial（）
　　
　　{
　　
　　COUNT=0X0B;//為保證測試精度，測試5個脈沖的參數后
　　
　　//求平均值，每個脈沖都要捕捉其上升、下降沿，
　　
　　//故需要有11次中斷
　　
　　TRISB1=0;
　　
　　TRISB2=0;
　　
　　TRISB4=1;
　　
　　TRISB5=1;//設置與鍵盤有關的各口的輸入、輸出方式
　　
　　RB1=0;
　　
　　RB2=0;//建立鍵盤掃描的初始條件
　　
　　}
　　
　　//SPI傳送數據子程序
　　
　　voidSPILED（data）
　　
　　{
　　
　　SSPBUF=data;//啟動發送
　　
　　do{
　　
　　;
　　
　　}while（SSPIF==0）；
　　
　　SSPIF=0;
　　
　　}
　　
　　//顯示子程序，顯示4位數
　　
　　voiddisplay（）
　　
　　{
　　
　　RA5=0;//準備鎖存
　　
　　for（COUNTW=0;COUNTW<4;COUNTW++）{
　　
　　data=s[COUNTW];
　　
　　data=data&0x0F;
　　
　　if（COUNTW==k）data=table0[data];//第二位需要顯示小數點
　　
　　elsedata=table[data];
　　
　　SPILED（data）；//發送顯示段碼
　　
　　}
　　
　　for（COUNTW=0;COUNTW<4;COUNTW++）{
　　
　　data=0xFF;
　　
　　SPILED（data）；//連續發送4個DARK,使顯示好看一些
　　
　　}
　　
　　RA5=1;//zui后給一個鎖存信號，代表顯示任務完成
　　
　　}
　　
　　//鍵盤掃描子程序
　　
　　voidkeyscan（）
　　
　　{
　　
　　if（（RB4==0）||（RB5==0））FLAG1=1;//若有鍵按下，則建立標志FLAG1
　　
　　elseFLAG1=0;//若無鍵按下，則清除標志FLAG1
　　
　　}
　　
　　//鍵服務子程序
　　
　　voidkeyserve（）
　　
　　{
　　
　　PORTB=0XFD;
　　
　　if（RB5==0）data=0X01;
　　
　　if（RB4==0）data=0X03;
　　
　　PORTB=0XFB;
　　
　　if（RB5==0）data=0X02;
　　
　　if（RB4==0）data=0X04;//以上確定是哪個鍵按下
　　
　　PORTB=0X00;//恢復PORTB的值
　　
　　if（data==0x01）{
　　
　　COUNTER=COUNTER+1;//若按下S9鍵，則COUNTER加1
　　
　　if（COUNTER>4）COUNTER=0x01;//若COUNTER超過4,則又從1計起
　　
　　}
　　
　　if（data==0x02）{
　　
　　COUNTER=COUNTER-1;//若按下S11鍵，則COUNTER減1
　　
　　if（COUNTER<1）COUNTER=0x04;//若COUNTER小于1,則又循環從4計起
　　
　　}
　　
　　if（data==0x03）FLAG2=1;//若按下S10鍵，則建立標志FLAG2
　　
　　if（data==0x04）FLAG2=0;//若按下S12鍵，則清除標志FLAG2
　　
　　}
　　
　　//中斷服務程序
　　
　　voidinterruptcp1int（void）
　　
　　{
　　
　　CCP1IF=0;//清除中斷標志
　　
　　cp1u.cp1e[0]=CCPR1L;
　　
　　cp1u.cp1e[1]=CCPR1H;
　　
　　cp1z[data]=cp1u.y1;//存儲1次捕捉值
　　
　　CCP1CON=CCP1CON^0X01;//把CCP1模塊改變成捕捉相反的脈沖沿
　　
　　data++;
　　
　　COUNT--;
　　
　　}
　　
　　//周期處理子程序
　　
　　voidPERIOD（）
　　
　　{
　　
　　T5=cp1z[10]-cp1z[0];//求得5個周期的值
　　
　　RE5=（double）T5;//強制轉換成雙精度數
　　
　　RE5=RE5/5;//求得平均周期，單位為μs
　　
　　}
　　
　　//頻率處理子程序
　　
　　voidFREQUENCY（）
　　
　　{
　　
　　PERIOD（）；//先求周期
　　
　　RE5=1000000/RE5;//周期值求倒數，再乘以1000000,得頻率，
　　
　　//單位為HZ
　　
　　}
　　
　　//脈寬處理子程序
　　
　　voidPULSE（）
　　
　　{
　　
　　intpu;
　　
　　for（data=0,puad5=0;data<=9;data++）{
　　
　　pu=cp1z[data+1]-cp1z[data];
　　
　　puad5=（double）pu+puad5;
　　
　　data=data+2;
　　
　　}//求得5個脈寬的和值
　　
　　RE5=puad5/5;//求得平均脈寬
　　
　　}
　　
　　//占空比處理子程序
　　
　　voidOCCUPATIONAL（）
　　
　　{
　　
　　PULSE（）；//先求脈寬
　　
　　puad5=RE5;//暫存脈寬值
　　
　　PERIOD（）；//再求周期
　　
　　RE5=puad5/RE5;//求得占空比
　　
　　}
　　
　　//主程序
　　
　　main（）
　　
　　{
　　
　　SPIINIT（）；//SPI方式顯示初始化
　　
　　while（1）{
　　
　　ccpint（）；//CCP模塊工作于捕捉方式初始化
　　
　　initial（）；//系統其它部分初始化
　　
　　if（FLAG2==0）{
　　
　　s[0]=COUNTER;//*個存儲COUNTER的值
　　
　　s[1]=0X0A;
　　
　　s[2]=0X0A;
　　
　　s[3]=0X0A;//后面的LED將顯示"DARK"
　　
　　}
　　
　　display（）；//調用顯示子程序
　　
　　keyscan（）；//鍵盤掃描
　　
　　data=0x00;//存儲數組指針賦初值
　　
　　TMR1H=0;
　　
　　TMR1L=0;//定時器1清0
　　
　　CCP1IF=0;//清除CCP1的中斷標志，以免中斷一打開就進入
　　
　　//中斷
　　
　　ei（）；//中斷允許
　　
　　TMR1ON=1;//定時器1開
　　
　　while（1）{
　　
　　if（COUNT==0）break;
　　
　　}//等待中斷次數結束
　　
　　di（）；//禁止中斷
　　
　　TMR1ON=0;//關閉定時器
　　
　　keyscan（）；//鍵盤掃描
　　
　　if（FLAG1==1）keyserve（）;//若確實有鍵按下，則調用鍵服務程序
　　
　　if（FLAG2==0）continue;//如果沒有按下確定鍵，則終止此次循環，
　　
　　//繼續進行測量
　　
　　//如果按下了確定鍵，則進行下面的數值轉換和顯示工作
　　
　　if（COUNTER==0x01）FREQUENCY（）；//COUNTER=1,則需要進行頻率處理
　　
　　if（COUNTER==0x02）PERIOD（）；//COUNTER=2,則需要進行周期處理
　　
　　if（COUNTER==0x03）OCCUPATIONAL（）；//COUNTER=3,則需要進行占空比處理
　　
　　if（COUNTER==0x04）PULSE（）；//COUNTER=4,則需要進行脈寬處理
　　
　　k=5;
　　
　　if（RE5<1）{
　　
　　RE5=RE5*1000;//若RE5<1,則乘以1000,保證小數點的精度
　　
　　k=0x00;
　　
　　}
　　
　　elseif（RE5<10）{
　　
　　RE5=RE5*1000;//若RE5<10,則乘以1000,保證小數點的精度
　　
　　k=0x00;
　　
　　}
　　
　　elseif（RE5<100）{
　　
　　RE5=RE5*100;//若RE5<100,則乘以100,保證小數點的精度
　　
　　k=0x01;
　　
　　}
　　
　　elseif（RE5<1000）{
　　
　　RE5=RE5*10;//若RE5<1000,則乘以10,保證小數點的精度
　　
　　k=0x02;
　　
　　}
　　
　　elseRE5=RE5;
　　
　　uo=（int）RE5;
　　
　　sprintf（s,"%4d",uo）；//把需要顯示的數據轉換成4位ASII碼，且放入數
　　
　　//組S中
　　
　　display（）；
　　
　　}
　　
　　}