基于單片機的頻率測試系統及使用上述系統的測試方法技術方案

本發明專利技術涉及一種基于單片機的頻率測試系統及上使用上述系統的測試方法，屬于頻率測量技術領域。本發明專利技術以單片機為核心，利用單片機對外部待測信號的上升沿進行計數，得到待測信號的頻率，通過其SPI接口傳遞給串行LED顯示芯片，進而驅動數碼管顯示頻率值，另一方面單片機根據信號的頻率范圍，控制計數器的計數初值，實現測量范圍的自動切換。本發明專利技術不僅可以測試1Hz以上的信號頻率，也可以測試1Hz以下的信號頻率，并且可以實現測量范圍的自動切換。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于單片機的頻率測試系統及使用上述系統的測試方法，屬于頻率測量

技術介紹
在工控系統中，經常需要測量各種信號的頻率。然而，現有的復雜頻率計盡管測試范圍寬、精度高，但是價格昂貴；而各種簡易頻率計具有明顯的不足，主要是其采取了以下的測試方法在Is時間內，使用計數器對測試信號進行計數，則計數器的計數結果就是信號的頻率。這種測試方法盡管易于實現，但卻難以測試IHz以下的信號頻率。因而，現有的簡易頻率計只能測試IHz以上的信號頻率。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供基于單片機的頻率測試系統及使用上述系統的測試方法，以解決現有的頻率計無法測試IHz以下信號頻率的不足。本專利技術為解決上述技術問題還提供了一種基于單片機頻率測試系統，該頻率測試系統包括波形產生芯片、計數器、單片機和顯示裝置，波形產生芯片的輸出端與計數器的時鐘信號端相連，計數器中存放計數初值的數據端口與單片機的計數初值控制輸出端口相連，計數器的輸出端口與單片機的第一外部中斷接口相連，4次該外部中斷為一個測試周期，用于對待測信號的計數、顯示和清零，待測信號與單片機的第二外部中斷接口相連，該外部中斷用于對待測信號進行計數，單片機首先設置一計數初值，使計數器的輸出信號的周期為O. 5S，一個測試周期就為2S，一個測試周期被對待測信號的計數時間為1S，第一外部中斷第一次到來后，開啟第二外部中斷，第一外部中斷第二次到來后，不進行任何處理；第一外部中斷第三次到來后，關閉第二外部中斷，保存對待測信號上升沿進行計數的全局計數變量，單片機的輸出端通過其SPI接口與顯示裝置相連，用于控制顯示裝置對待測信號的頻率計數進行顯示；第一外部中斷第四次到來后，判斷在一個測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為I 9999Hz，則得到的計數變量的大小就是待測信號的頻率，如果計數變量為0，單片機對計數器的計數初值進行修改，使計數器輸出信號的周期為5S，則一個測試周期為20S，判斷在該測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為O. I O. 9Hz，則得到的計數變量的大小除以10就是待測信號的頻率，如果計數變量為0，單片機對計數器的計數初值進行修改，使計數器輸出信號的周期為50S，則一個測試周期為200S，判斷在該測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為O. 01 O. 09Hz，則得到的計數變量的大小除以100就是待測信號的頻率。所述的顯示裝置包括串行LED顯示芯片和四個8段數碼管，串行LED顯示芯片的輸入端與單片機的SPI接口相連，串行LED顯示芯片的輸出端與所述4個8段數碼管相連，8段數碼管的控制端與串行LED顯示芯片的片選信號端相連，四個8段數碼管分別用于顯示頻率的個位、十位、百位和千位。系統的頻率測量范圍為I 9999Hz時，只驅動數碼管的7位數據位，而不點亮小數點；如果系統的頻率測量范圍為O. I O. 9Hz，則顯示數據時，同時將十位數碼管的小數點點亮；如果系統的頻率測量范圍為O. Ol O. 09Hz，則顯示數據時，同時將百位位數碼管的小數點點亮。所述的單片機為AT89C51單片機。所述的所述的計數器為可編程定時/計數器8253。所述的波形產生芯片為555振蕩器。本專利技術為解決上述技術問題而提供一種使用上述測試系統的的頻率測試方法，該測試方法的步驟如下· O.將頻率范圍為O. 01 9999Hz的待測信號按著其頻率劃分為三個級別，分別為I 9999Hz,O. I O. 9Hz 和 O. 01 O. 099Hz ； 2).將計數器的輸出端口與單片機的第一外部中斷接口相連，4次該外部中斷為一個測試周期，用于對頻率范圍為O. 01 9999Hz的待測信號的計數、顯示和清零，待測信號與單片機的第二外部中斷接口相連，該外部中斷用于對頻率范圍為O. 01 9999Hz的待測信號進行計數，第一外部中斷第一次到來后，開啟第二外部中斷，第一外部中斷第二次到來后，不進行任何處理，第一外部中斷第三次到來后，關閉第二外部中斷，保存對待測信號上升沿進行計數的全局計數變量，第一外部中斷第四次到來后，根據全局計數變量改變計數器的初值； 3).用單片機設置一計數初值，使計數器的輸出信號的周期為O.5S，一個測試周期就為2S，一個測試周期被對待測信號的計數時間為1S，判斷在一個測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為I 9999Hz，則得到的計數變量的大小就是待測信號的頻率，如果計數變量為0，則進入步驟4)； 4).單片機對計數器的計數初值進行修改，使計數器輸出信號的周期為5S，則一個測試周期為20S，判斷在該測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為O. I O. 9Hz，則得到的計數變量的大小除以10就是待測信號的頻率，如果計數變量還是為0，則進入步驟5)； 5).計數變量為0，則說明待測信號的頻率為O.01 O. 09Hz，利用單片機對計數器的計數初值進行修改，使計數器輸出信號的周期為50S，則一個測試周期為200S，該測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量的大小除以100就是待測信號的頻率。所述的頻率測試方法還將測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量通過顯示裝置顯示出來，該顯示裝置包括串行LED顯示芯片和四個8段數碼管，串行LED顯示芯片的輸入端與單片機的SPI接口相連，串行LED顯示芯片的輸出端與所述4個8段數碼管相連，8段數碼管的控制端與串行LED顯示芯片的片選信號端相連，四個8段數碼管分別用于顯示頻率的個位、十位、百位和千位，系統的頻率測量范圍為I 9999Hz時，只驅動數碼管的7位數據位，而不點亮小數點；如果系統的頻率測量范圍為O. I O. 9Hz，則顯示數據時，同時將十位數碼管的小數點點亮；如果系統的頻率測量范圍為O. 01 O. 09Hz，則顯示數據時，同時將百位位數碼管的小數點點亮。所述的頻率測試方法中的單片機為AT89C51單片機。所述的頻率測試方法中用的計數器為可編程定時/計數器8253。所述的頻率測試方法中所用到的波形產生芯片為555振蕩器。本專利技術的有益效果是本專利技術以單片機為核心，利用單片機對外部待測信號的上升沿進行計數，得到待測信號的頻率，單片機根據信號的頻率范圍，控制計數器的計數初值，實現測量范圍的自動切換，本專利技術不僅可以測試IHz以上的信號頻率，也可以測試IHz以下的信號頻率，并且可以實現測量范圍的自動切換。附圖說明圖I是本專利技術基于單片機的頻率測試系統實施例中的系統框 圖2是本專利技術實施例中外部中斷I的子程序流程圖。 具體實施例方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限制本專利技術。本專利技術的一種基于單片機的頻率測試系統的實施例 我們以待測信號的最高頻率為9999Hz為例進行說明。如圖I所示，本實施例中的基于單片機的頻率測試系統包括包括單片機、555振蕩器、可編程定時/計數本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于單片機的頻率測試系統，其特征在于：該頻率測試系統包括波形產生芯片、計數器、單片機和顯示裝置，波形產生芯片的輸出端與計數器的時鐘信號端相連，計數器中存放計數初值的數據端口與單片機的計數初值控制輸出端口相連，計數器的輸出端口與單片機的第一外部中斷接口相連，4次該外部中斷為一個測試周期，用于對頻率范圍為0.01～9999Hz的待測信號的計數、顯示和清零，待測信號與單片機的第二外部中斷接口相連，該外部中斷用于對頻率范圍為0.01～9999Hz的待測信號進行計數，單片機首先設置一計數初值，使計數器的輸出信號的周期為0.5S，一個測試周期就為2S，一個測試周期被對待測信號的計數時間為1S，第一外部中斷第一次到來后，開啟第二外部中斷，第一外部中斷第二次到來后，不進行任何處理；第一外部中斷第三次到來后，關閉第二外部中斷，保存對待測信號上升沿進行計數的全局計數變量，單片機的輸出端通過其SPI接口與顯示裝置相連，用于控制顯示裝置對待測信號的頻率計數進行顯示；第一外部中斷第四次到來后，判斷在一個測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為1～9999Hz，則得到的計數變量的大小就是待測信號的頻率，如果計數變量為0，單片機對計數器的計數初值進行修改，使計數器輸出信號的周期為5S，則一個測試周期為20S，判斷在該測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為0.1～0.9Hz，則得到的計數變量的大小除以10就是待測信號的頻率，如果計數變量為0，單片機對計數器的計數初值進行修改，使計數器輸出信號的周期為50S，則一個測試周期為200S，判斷在該測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為0.01～0.09Hz，則得到的計數變量的大小除以100就是待測信號的頻率。...

【技術特征摘要】
1.基于單片機的頻率測試系統，其特征在于該頻率測試系統包括波形產生芯片、計數器、單片機和顯示裝置，波形產生芯片的輸出端與計數器的時鐘信號端相連，計數器中存放計數初值的數據端口與單片機的計數初值控制輸出端口相連，計數器的輸出端口與單片機的第一外部中斷接口相連，4次該外部中斷為一個測試周期，用于對頻率范圍為O. Ol 9999Hz的待測信號的計數、顯示和清零，待測信號與單片機的第二外部中斷接口相連，該外部中斷用于對頻率范圍為O. 01 9999Hz的待測信號進行計數，單片機首先設置一計數初值，使計數器的輸出信號的周期為O. 5S，一個測試周期就為2S，一個測試周期被對待測信號的計數時間為1S，第一外部中斷第一次到來后，開啟第二外部中斷，第一外部中斷第二次到來后，不進行任何處理；第一外部中斷第三次到來后，關閉第二外部中斷，保存對待測信號上升沿進行計數的全局計數變量，單片機的輸出端通過其SPI接口與顯示裝置相連，用于控制顯示裝置對待測信號的頻率計數進行顯示；第一外部中斷第四次到來后，判斷在一個測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為I 9999Hz，則得到的計數變量的大小就是待測信號的頻率，如果計數變量為O,單片機對計數器的計數初值進行修改，使計數器輸出信號的周期為5S，則一個測試周期為20S，判斷在該測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為O. I O. 9Hz，則得到的計數變量的大小除以10就是待測信號的頻率，如果計數變量為0，單片機對計數器的計數初值進行修改，使計數器輸出信號的周期為50S，則一個測試周期為200S，判斷在該測試周期內對待側信號的上升沿進行計數的計數變量是否為0，如果不為0，判定待測信號的頻率為O. 01 O. 09Hz，則得到的計數變量的大小除以100就是待測信號的頻率。2.根據權利要求I所述的基于單片機的頻率測試系統，其特征在于所述的顯示裝置包括串行LED顯示芯片和四個8段數碼管，串行LED顯示芯片的輸入端與單片機的SPI接口相連，串行LED顯示芯片的輸出端與所述4個8段數碼管相連，8段數碼管的控制端與串行LED顯示芯片的片選信號端相連，四個8段數碼管分別用于顯示頻率的個位、十位、百位和千位，系統的頻率測量范圍為I 9999Hz時，只驅動數碼管的7位數據位，而不點亮小數點；如果系統的頻率測量范圍為O. I O. 9Hz，則顯示數據時，同時將十位數碼管的小數點點亮；如果系統的頻率測量范圍為O. 01 O. 09Hz，則顯示數據時，同時將百位位數碼管的小數點點亮。3.根據權利要求I所述的基于單片機的頻率測試系統，其特征在于所述的單片機為AT89C51單片機。4.根據權利要求I所述的基于單片機的頻率測試系統，其特征在于所述的計數器為可編程定時/計數器8253。5.根據權利要求I所述的基于單片機的頻率測試系統，其特征在于所述的波形產生芯片為555振蕩器。6.如權利要求I所述頻率測試系統的頻率測試方法，其特征在于該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張海濤，張世偉，白舸，劉翠蘋，
申請(專利權)人：河南科技大學，
類型：發明
國別省市：