c语言单片机程序实例：低频频率计
实例目的：学时定时器、计数器、中断应用
说明：选用24MHz的晶体，主频可达2MHz。用T1产生100us的时标，T0作信号脉冲计数器。假设晶体频率没有误差，而且稳定不变（实际上可达万分之一）；被测信号是周期性矩形波（正负脉冲宽度都不能小于0.5us），频率小于1MHz，大于1Hz。要求测量时标1S，测量精度为0.1%。
解：从测量精度要求来看，当频率超过1KHz时，可采用1S时标内计数信号脉冲个数来测量信号频，而信号频率低于1KHz时，可以通过测量信号的周期来求出信号频率。两种方法自动转换。
对于低于1KHz的信号，信号周期最小为1ms，也就是说超过1000us，而我们用的定时器计时脉冲周期为0.5us，如果定时多计或少计一个脉冲，误差为1us，所以相对误差为1us/1000us=0.1%。信号周期越大，即信号频率越低，相对误差就越小。
从上面描述来看，当信号频率超过1KHz后，信号周期就少于1000us，显然采用上面的测量方法，不能达到测量精度要求，这时我们采用1S单位时间计数信号的脉冲个数，最少能计到1000个脉冲，由于信号频率不超过1MHz，而我们定时脉冲为2MHz，最差多计或少计一个信号脉冲，这样相对误差为1/1000，可见信号频率越高，相对误差越小。
信号除输入到T1（P3.5）外，还输入到INT1（P3.3）。
unsigned int us100; //对100us时间间隔单位计数，即有多少个100us。
unsigned char Second;
unsigned int K64; //对64K单位计数，即有多少个64K
unsigned char oldT0;
unsigned int oldus, oldK64, oldT1;
unsigned long fcy; //存放频率值，单位为Hz
bit HighLow=1; //1：表示信号超过1KHz；0：表示信号低于1KHz。
void InitialHigh( void )
{
IE=0; IP=0; HighLow=1;
TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; PX0=1; T0=1;
TMOD = (TMOD & 0x0f) | 0x50; TH1=0; TL1=0; T1=1; ET1=1;
Us100=0; Second=0; K64=0;
oldK64=0; oldT1=0;
TCON |= 0x50; //同时置 TR0=1; TR1=1;
EA = 1;
}
void InitialLow( void )
{
IE=0; IP=0; HighLow=0;
TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; ET0=1; TR0=1;
INT1 = 1; IT1=1; EX1=1;
Us100=0; Second=0; K64=0;
oldK64=0; oldT1=0;
EA = 1;
}
void T0intr( void ) interrupt 1
{ if( HighLow==0 ) ++us100;
else
if( ++us100 >= 10000 )
{ unsigned int tmp1, tmp2;
TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1;
fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1);
oldK64=tmp1; oldT1=tmp2;
Second++;
us100=0;
}
}
void T1intr( void ) interrupt 3 { ++K64; }
void X1intr( void ) interrupt 2
{ static unsigned char sts=0;
switch( sts )
{
case 0: sts = 1; break;
case 1: oldT0=TL0; oldus=us100; sts=2; break;
case 2:
{
unsigned char tmp1, tmp2;
TR0=0; tmp1=TL0; tmp2=us100; TR0=1;
fcy = 1000000L/( (tmp2-oldus)*100L + (256-tmp1)/2 );
Second ++;
}
Sts = 0;
break;
}
}
void main( void )
{
if( HighLow==1) InitialHigh(); else InitialLow();
While(1)
{
if( Second != 0 )
{
Second = 0;
//display fcy 引用前面的数码管驱动程序，注意下面对T0中断服务程序的修改
{ unsigned char i;
for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, fcy%10); fcy /= 10; }
}
if( HighLow==1 )
if( fcy<1000L ){ InitalLow();}
else
if( fcy>1000L ){ InitalHigh();}
}
}
}
//修改T0的中断服务程序，让它在完成时标的功能时，同时完成数码管显示刷新
void T0intr( void ) interrupt 1
{
static unsigned char ms = 0;
if( HighLow==0 ) ++us100;
else
if( ++us100 >= 10000 )
{ unsigned int tmp1, tmp2;
TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1;
fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1);
oldK64=tmp1; oldT1=tmp2;
Second++;
us100=0;
}
if( ++ms >= 10 ){ ms=0; DisplayBrush(); } //1ms数码管刷新
}
说明：选用24MHz的晶体，主频可达2MHz。用T1产生100us的时标，T0作信号脉冲计数器。假设晶体频率没有误差，而且稳定不变（实际上可达万分之一）；被测信号是周期性矩形波（正负脉冲宽度都不能小于0.5us），频率小于1MHz，大于1Hz。要求测量时标1S，测量精度为0.1%。
解：从测量精度要求来看，当频率超过1KHz时，可采用1S时标内计数信号脉冲个数来测量信号频，而信号频率低于1KHz时，可以通过测量信号的周期来求出信号频率。两种方法自动转换。
对于低于1KHz的信号，信号周期最小为1ms，也就是说超过1000us，而我们用的定时器计时脉冲周期为0.5us，如果定时多计或少计一个脉冲，误差为1us，所以相对误差为1us/1000us=0.1%。信号周期越大，即信号频率越低，相对误差就越小。
从上面描述来看，当信号频率超过1KHz后，信号周期就少于1000us，显然采用上面的测量方法，不能达到测量精度要求，这时我们采用1S单位时间计数信号的脉冲个数，最少能计到1000个脉冲，由于信号频率不超过1MHz，而我们定时脉冲为2MHz，最差多计或少计一个信号脉冲，这样相对误差为1/1000，可见信号频率越高，相对误差越小。
信号除输入到T1（P3.5）外，还输入到INT1（P3.3）。
unsigned int us100; //对100us时间间隔单位计数，即有多少个100us。
unsigned char Second;
unsigned int K64; //对64K单位计数，即有多少个64K
unsigned char oldT0;
unsigned int oldus, oldK64, oldT1;
unsigned long fcy; //存放频率值，单位为Hz
bit HighLow=1; //1：表示信号超过1KHz；0：表示信号低于1KHz。
void InitialHigh( void )
{
IE=0; IP=0; HighLow=1;
TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; PX0=1; T0=1;
TMOD = (TMOD & 0x0f) | 0x50; TH1=0; TL1=0; T1=1; ET1=1;
Us100=0; Second=0; K64=0;
oldK64=0; oldT1=0;
TCON |= 0x50; //同时置 TR0=1; TR1=1;
EA = 1;
}
void InitialLow( void )
{
IE=0; IP=0; HighLow=0;
TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; ET0=1; TR0=1;
INT1 = 1; IT1=1; EX1=1;
Us100=0; Second=0; K64=0;
oldK64=0; oldT1=0;
EA = 1;
}
void T0intr( void ) interrupt 1
{ if( HighLow==0 ) ++us100;
else
if( ++us100 >= 10000 )
{ unsigned int tmp1, tmp2;
TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1;
fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1);
oldK64=tmp1; oldT1=tmp2;
Second++;
us100=0;
}
}
void T1intr( void ) interrupt 3 { ++K64; }
void X1intr( void ) interrupt 2
{ static unsigned char sts=0;
switch( sts )
{
case 0: sts = 1; break;
case 1: oldT0=TL0; oldus=us100; sts=2; break;
case 2:
{
unsigned char tmp1, tmp2;
TR0=0; tmp1=TL0; tmp2=us100; TR0=1;
fcy = 1000000L/( (tmp2-oldus)*100L + (256-tmp1)/2 );
Second ++;
}
Sts = 0;
break;
}
}
void main( void )
{
if( HighLow==1) InitialHigh(); else InitialLow();
While(1)
{
if( Second != 0 )
{
Second = 0;
//display fcy 引用前面的数码管驱动程序，注意下面对T0中断服务程序的修改
{ unsigned char i;
for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, fcy%10); fcy /= 10; }
}
if( HighLow==1 )
if( fcy<1000L ){ InitalLow();}
else
if( fcy>1000L ){ InitalHigh();}
}
}
}
//修改T0的中断服务程序，让它在完成时标的功能时，同时完成数码管显示刷新
void T0intr( void ) interrupt 1
{
static unsigned char ms = 0;
if( HighLow==0 ) ++us100;
else
if( ++us100 >= 10000 )
{ unsigned int tmp1, tmp2;
TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1;
fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1);
oldK64=tmp1; oldT1=tmp2;
Second++;
us100=0;
}
if( ++ms >= 10 ){ ms=0; DisplayBrush(); } //1ms数码管刷新
}
