一種基于avr單片機(jī)的簡易頻率計的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于自動測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計。本實用新型包括電源模塊、AVR單片機(jī)、信號調(diào)理模塊、按鍵輸入模塊以及LCD顯示器。各模塊之間的連接關(guān)系為：電源模塊向AVR單片機(jī)、信號調(diào)理模塊以及LCD顯示器提供工作電源；信號調(diào)理模塊對輸入的頻率信號做濾波和整形處理；AVR單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理和控制核心，對信號調(diào)理模塊的輸出進(jìn)行捕捉，以計算出信號的頻率；按鍵輸入對AVR單片機(jī)復(fù)位和測量系統(tǒng)的啟停進(jìn)行控制；頻率計算結(jié)果通過AVR單片機(jī)驅(qū)動LCD顯示器顯示出來。本實用新型利用AVR單片機(jī)自身的輸入捕捉模塊實現(xiàn)頻率測量，大大簡化了外圍硬件電路的設(shè)計，LCD液晶背光功能可選，經(jīng)濟(jì)實用。
【專利說明】—種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于自動測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子測試領(lǐng)域中，頻率測量是最基本的測量之一。頻率信號抗干擾性強(qiáng)，易于傳輸，可以獲得較高的測量精度。因此常常利用某種確定的函數(shù)關(guān)系把其他的電參數(shù)的測量轉(zhuǎn)換為頻率的測量。在實際應(yīng)用中，對于力、轉(zhuǎn)速、位移、速度、流量等物理量的測量，一般是首先由傳感器轉(zhuǎn)換為脈沖信號，然后采用測量頻率的方法，最后經(jīng)過一定的計算處理來實現(xiàn)的。
[0003]一般的頻率測量都是由組合電路和時序邏輯電路作為控制核心，需要進(jìn)行復(fù)雜的外圍電路設(shè)計。本實用新型利用AVR單片機(jī)自帶的輸入捕捉模塊來實現(xiàn)脈沖信號的捕捉，再經(jīng)過相應(yīng)的換算，最終得出輸入信號的頻率并顯示在LCD液晶上。本實用新型的有益效果是，簡化外圍硬件電路模塊，大大減少了設(shè)計成本，經(jīng)濟(jì)實用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計，通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0005]硬件部分:主要包括電源模塊、AVR單片機(jī)、信號調(diào)理模塊、按鍵輸入模塊以及LCD顯示器。各模塊之間的連接關(guān)系為:
[0006]電源模塊向AVR單片機(jī)、信號調(diào)理模塊以及IXD顯示器提供工作電源；信號調(diào)理模塊對輸入的頻率信號做濾波和整形處理;AVR單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理和控制核心，對信號調(diào)理模塊的輸出進(jìn)行捕捉，以計算出信號的頻率；按鍵輸入對AVR單片機(jī)復(fù)位和測量系統(tǒng)的啟停進(jìn)行控制；頻率計算結(jié)果通過AVR單片機(jī)驅(qū)動IXD顯示器顯示出來。
[0007]所述電源模塊為一個簡單的AC/DC模塊，用于將普通的交流市電整流為5V的直流電，以供給AVR單片機(jī)、信號調(diào)理模塊以及IXD顯示器。
[0008]所述信號調(diào)理模塊對輸入的頻率信號做前置處理，包括濾波以剔除高頻干擾信號、對輸入不是方波的情形進(jìn)行整形以轉(zhuǎn)換成AVR單片機(jī)能夠識別的等效信號。
[0009]所述AVR單片機(jī)采用型號為ATmegal28A的單片機(jī)，該八位單片機(jī)用于捕捉信號調(diào)理模塊輸出的脈沖信號，并做相應(yīng)的計算以得到實際的信號頻率。
[0010]所述按鍵輸入模塊包括復(fù)位按鍵和啟停按鍵，用于單片機(jī)的復(fù)位控制以及頻率測量的啟停控制；當(dāng)復(fù)位鍵按下時，AVR單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位，而當(dāng)啟停鍵按下時，則根據(jù)不同情況，開始測量頻率或者停止測量頻率。
[0011]所述IXD顯示器采用IXD12864，由AVR單片機(jī)驅(qū)動并顯示測量而得的頻率。
[0012]軟件部分:實用C語言編制相應(yīng)的計算程序和控制程序。主要包括初始化AVR單片機(jī)、按鍵檢測、頻率測量和LCD液晶顯示幾個部分。[0013]初始化AVR單片機(jī)包括定時器的的計數(shù)時鐘設(shè)置，中斷初始化設(shè)置以及輸入輸出管腳的初始化設(shè)置；按鍵檢測部分是針對啟停按鍵而言的，AVR單片機(jī)的復(fù)位是硬件復(fù)位。程序不斷地循環(huán)檢測啟停按鍵是否有動作，并給出相應(yīng)的控制指令:開始測量，或者停止測量；頻率測量部分不斷地讀取輸入捕捉寄存器的內(nèi)容，并每隔一個脈沖計算一次頻率，根據(jù)定時器的時鐘換算而得實際信號的頻率。
[0014]本實用新型的有益效果為:利用AVR單片機(jī)內(nèi)置輸入捕捉模塊實現(xiàn)頻率測量，大大簡化外圍硬件電路的設(shè)計，降低了成本，經(jīng)濟(jì)實用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是所述簡易頻率計功能框圖。
[0016]圖2是所述簡易頻率計軟件程序流程圖。
【具體實施方式】
[0017]本實用新型提供了一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計。
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0019]圖1所示為所述簡易頻率計的功能框圖，主要包括電源模塊、AVR單片機(jī)、信號調(diào)理模塊、按鍵輸入模塊以及IXD顯示器。電源模塊向AVR單片機(jī)、信號調(diào)理模塊以及IXD顯示器提供工作電源；信號調(diào)理模塊對輸入的頻率信號做濾波和整形處理;AVR單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理和控制核心，對信號調(diào)理模塊的輸出進(jìn)行捕捉，以計算出信號的頻率；按鍵輸入對AVR單片機(jī)復(fù)位和測量系統(tǒng)的啟 停進(jìn)行控制；頻率計算結(jié)果通過AVR單片機(jī)驅(qū)動LCD顯示器顯示出來。AVR單片機(jī)的復(fù)位是由硬件電路實現(xiàn)的，即圖中所示的RTS管腳，而控制頻率測量啟停則由PDO管腳來實現(xiàn)；ICP1管腳捕捉輸入的頻率信號；管腳ΡΑ0-ΡΑ7是LCD顯示器要顯示的數(shù)據(jù)位，管腳POTPC5對IXD顯示器進(jìn)行讀寫控制，而管腳PC6則控制IXD顯示器的背光顯不。
[0020]圖2所示為所述簡易頻率計軟件程序流程圖。初始化AVR單片機(jī)之后就進(jìn)入測量循環(huán)狀態(tài)，不斷地讀取輸入捕捉寄存器的內(nèi)容，并每隔一個脈沖計算一次頻率，送往LCD顯示器顯示。由于本實用新型采用的是獨立按鍵，所以需要區(qū)分每次按鍵按下時的測量狀態(tài):如果按下時AVR單片機(jī)正處于測量狀態(tài)，則應(yīng)將程序里的狀態(tài)標(biāo)志清零，以表示停止測量；如果按下時AVR單片機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，則應(yīng)將程序里的狀態(tài)標(biāo)志置位，以啟動頻率測量和IXD顯示更新程序；在停止測量期間，IXD顯示器顯示最近的一次頻率測量值，而在持續(xù)測量期間，LCD顯示器不斷更新測量頻率值。
【權(quán)利要求】
1.一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計，其特征在于:包括電源模塊、AVR單片機(jī)、信號調(diào)理模塊、按鍵輸入模塊以及IXD顯示器；各模塊之間的連接關(guān)系為:電源模塊向AVR單片機(jī)、信號調(diào)理模塊以及LCD顯示器提供工作電源；信號調(diào)理模塊對輸入的頻率信號做濾波和整形處理;AVR單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理和控制核心，對信號調(diào)理模塊的輸出進(jìn)行捕捉，以計算出信號的頻率；按鍵輸入對AVR單片機(jī)復(fù)位和測量系統(tǒng)的啟停進(jìn)行控制；頻率計算結(jié)果通過AVR單片機(jī)驅(qū)動IXD顯示器顯示出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計，其特征在于:所述電源模塊為一個AC/DC模塊，其輸出電壓為5V/DC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計，其特征在于:所述AVR單片機(jī)的芯片型號為ATmegal28A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計，其特征在于:所述信號調(diào)理模塊包括濾波電路和整形電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計，其特征在于:所述按鍵輸入模塊包括復(fù)位按鍵和啟停按鍵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AVR單片機(jī)的簡易頻率計，其特征在于:所述LCD顯示器的型號為LCD12864。
【文檔編號】G01R23/02GK203405511SQ201320386174
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】李衛(wèi)國, 曹文彬, 高興軍, 張帥, 侯孟希, 陳艷 申請人:華北電力大學(xué)