基于STC12C5A08S2單片機頻率計的設計與實現

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/計數器，定時/計數器既可以定時也可以計數。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。在計數工作方式下，加至外部引腳的待測信號發生從1到0的跳變時計數器加 1，這樣在計數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/計數器的工作由運行控制位TR控制，當TR置1，定時/計數器開始計數；當 TR清 0，停止計數。如果晶振的頻率是12 MHz，采用普通模式時，最高計數頻率僅為500 kHz，如果采用定時計數器的1T模式，最高頻率可達到6 MHz，頻率提高了12倍，為了提高計數頻率該設計加入了74160十進制計數器對其十分頻，這樣可以使計數最高頻率還可以再提高十倍。

2 系統硬件設計

系統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、計數和對數據的轉換處理；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，數據處理子程序，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

該系統結構簡單，與傳統的電路相比，該系統處理速度快、穩定性高，最大限度的利用了單片機的定時和計數功能，充分發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