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２００１年第１期 闪票屯子 单片机设计与应用 用单片机实现的 ＴＴＬ电平频率（转速）源及频率（转速）计 刹、 勇‘ 刘国瑛 摘要本文介绍了用单片机测量频率和作为频率源的测控系统。
简述了系统的工作原理、硬件结构和软件 设计。
关键词单片机ｒＩＴＩＬ电平压控振荡器上位机 Ｔｈｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｅｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ ＳＵＮ Ｙｏｎｇ ＬＩＵ Ｃｕｏ－ｙｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ—ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｕｓｅ ａｓ ｆｉＨｔｕｅｎｃｙ ｌ’ｅｆｅｌｔｎｃｅ ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｅｔｅｒ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒ． ｔｉｃｌｅ．Ｔｈｅ ｈａｒａｗａｒｅ，ｓｏｆｅｗａｒｅ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ａｌｓｅ ｄｅｓ，ｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｂｒｉｅｆ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｉｒｅｃｈｉｐ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ—ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ｌｏ西ｃ ｌｅｖｅｌ Ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ Ｕｐ—ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｌ—ｔ 在可对多个参数进行测控的智能化仪表中，往往要求对 Ｐ１ Ｐ２口输出的数据经Ｄ／Ａ转换向压控振荡器施加电压这些参量（如电压、电流、频率等）既可以输出作为校准信号， 信号，振荡器输出接至单片机的中断口计数，当ＶＣＯ的频率又可以测量。
而智能仪表的特点，需要用简单的硬件电路， 达到设置频率时，振荡器每输出一个脉冲，就从Ｐ０．２一Ｐ０．５在要求精度和测量范围内完成参量的测控任务。
笔者在为 输出双频（与ＶＣＯ的频率有比例关系）反相信号，以校准采青岛四方机车厂开发的车头参数校验仪中，以单片机为核 用四路输入的转速表（一次仪表）。
７４ＬＳ２４３为双向输出门，心，辅以简单的外围电路，构成’ｒＴＬ电平转速（频率）源及转 由Ｐ０．０和Ｐ０．１控制其输入输出方向。
当作转速表时，光电速表（频率计），下面就系统的软、硬件作一介绍。
传感器后的编码电路生成四路脉冲信号经７４ＩＳ２４３输入Ｐｏ 口，由单片机计数。
测量数据与命令均由串行口与上位机通１系统组成 讯。
校验仪由主控部分与各功能部分（电压、电流、温度、压 ３软件结构力、转速）组成。
转速部分由８９Ｃ５１单片机、压控振荡器ＨＣＦ４０４６、输出门７４ｔｓｚ４３、１６位Ｔ型电阻构成的Ｄ／Ａ及看门 由于对输出信号的频率要求不是太高，只要在１０Ｈｚ一狗电路组成，ＭＰＵ晶振为１８．４３２ＭＨｚ。
结构图１。
２０ＫＨｚ问连续可调，而此范围内压控振荡器输出频率与所加 电压近似服从线性关系，因此可以得到它们的近似公式。
为 保证精度，所有参与运算的数据均采用四字节浮点数形式。
８９０５１ 程序开辟了两个计数器：一个对压控振荡器的输出脉冲进行 计数，另一个由内部计数器，ＩＤ和若干字节的计数单元构成 来产生闸门信号（为简便计，本文将闸门时间设为１ｓ）。
单片 机将上位机传来的频率值转化成Ｐ．Ｐ２口的数据加给Ｄ／Ａ， 从而给压控振荡器（ＶＣＯ）施加电压信号，压控振荡器的输出 引起ＩＮＴＯ中断。
闸门时间内每中断一次，计数单元的值就 图ｌ硬件结构图 加一，故而可得到ＶＣＯ的输出频率，不妨设为岛；上位机传２
工作原理 来的频率为＆，则根据锁相原理，△ｆ＝ｆａ一‰，将Ａｆ线性转 化后再传输到ＰＩ、Ｐ２口，如此反复。
通常不超过３秒即可锁＊山东省计量科研所 济南２５００１４ 定ＶＣＯ的输出。
如果设定频率小于５００Ｉ－Ｉｚ，则用测周法计 ＳＨＡｌ’４ＤＯＮＧ ＥＬＥＣ Ｔｌ ＩＯＮＩＣＳ ２００１．１ ７弓１ 万 方数据 单片机设计与应用 闪柬屯子 ２００１年第１期数：内部计数作为计数脉冲，１〕ＶｌＯ中断为闸门信号，通过闸 ４上位机控制与通讯门时间里计数脉冲的周期和数目就能计算出输入信号频率。
当压控振荡器输出稳定后，ＩＮＴ０每中断一次，就从Ｐｏ口四 上位机也是选用８９Ｃ５１，人机界面采用机械键盘和东芝个端子输出一组信号来校准一次仪表。
当该系统作｝ｊ率计 公司的Ｔ１２８６４Ｔ液晶显示器。
各个功能模块（电压、电流、温时，计数方法同上面类似，就不再赘述了。
度等）有不同的地址，通过串行口与上位机传递数据。
液晶 屏上不但可以实时显示测量值，而且还通过特定符号表示输 ｒ。
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一 Ｊ接收ｉ：位机指令ｉ 出的校准信号是否达到要求，非常直观和方便。
整个流程如 图２所示。
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2013-10-19
