频率计数电路

在这个项目中，我将设计并演示一个简单的频率计数器电路，它可以用来测量信号的频率。这个项目是基于8051单片机，虽然你可以设计一个非微控制器版本。

简介

频率计数器是一种用来测量信号频率的仪器。在科学术语中，频率是信号每秒的周期数。通俗地说，信号的频率表示信号在一定时间内出现的频率。频率计数器基本上是简单的计数器系统，具有有限的计数时间。

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在这里，我们设计了一个简单的频率计数器系统，使用两个定时器和两个计数器。其中一个定时器IC用于产生时钟信号，另一个用于产生一秒的时间限制信号。

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频率计数电路工作原理

该电路基于频率的简单定义，即每秒循环数。基本上，方波发生器电路是用来产生一个简单的脉冲波。这些脉冲被作为输入给定时器/计数器的8051单片机数一下脉冲的次数。

在进行一些简单的计算后，得到的频率以赫兹的形式显示在16X2液晶显示器上。

需要注意的一点是，我使用Arduino UNO作为Square Wave的源代码。您可以使用Arduino或完全构建自己的方波发生器使用555定时器IC配置为不稳多谐振荡器．

频率计数器电路图

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频率计数电路设计

由于我已经使用Arduino来生成方波，我所需要的只是几行代码和访问单个数字I/O引脚。但如果你打算用555定时器IC构建方波发生器电路，请理解以下解释。

的主要要求555定时器电路是产生占空比约为99%的振荡信号，使输出信号的时间低值小于时间高值。由于占空比仅取决于阈值和放电电阻的值，因此可以通过选择合适的电阻器值来调整占空比。

占空比为D = (R1+R2)/(R1+2R2)

将D的值代入0.99，我们得到R1的值等于98乘以R2的值。因此，为R2选择一个值100Ω，为R1选择一个值9.8KΩ。实际上，R1选择了10KΩ的值。

电路设计的下一步是计数器电路的设计。这里我们的要求是测量几千赫兹量级的频率。正如在电路原理中提到的，我将使用8051的Timer / Counter。事实上，我将同时使用8051微控制器的定时器0和定时器1。

我将使用定时器0来产生时间延迟和定时器1来计数来自脉冲发生器的脉冲。配置定时器0为模式一的定时器，配置定时器1为模式一的计数器。

你了解这个概念吗采用8051单片机的双向访客计数器

代码

下面是8051单片机的频率计数电路代码。

频率计数器电路操作

按照电路图进行连接，在端口3引脚P3.5处应用Arduino产生的脉冲，即Timer 1引脚。由于我已经将定时器1配置为计数器，使用TCON位TR1，我将通过使TR1高和低来计算大约100毫秒持续时间内的脉冲。脉冲计数存储在定时器1中，即TH1和TL1寄存器中。

要得到频率的值，必须使用下面的公式。

频率= (TH1 * 256) + TL1;

为了将频率值转换为赫兹，即每秒周期，您需要将结果值乘以10。在此之后，通过执行一些简单的数学运算来格式化结果值，以便于在16X2 LCD显示器上显示结果。

该电路的应用

1. 频率计数电路采用8051单片机，可以精确测量信号的频率。
2. 由于我们在计算脉冲，我们只能测量方波的频率及其导数(具有不同的占空比)。