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基于A T 89C2051的智能频率计设计邵祥兵赵建峰(南京工程学院自动化系，江苏南京，210013摘要:Freq-4DF是一种基于AT89C2051单片机设计的自适应时标选择嵌入式智能频率计.它采用模糊集合算法编写自适应时标选择程序，以DART方式发送测量数据.具有最小硬件支持(单片2051 )，可方便地嵌入到用户系统中，自动完成频率信号的测量、显示，以及与用户系统之间的实时数据传输.测量范围O.1Hz-1MHz, TTL信号，测量结果与通用频率计的测量完全一致.关键词:频率计;单片机;嵌入式系统中图分类号:TP211文献标识码:BThe Embedded Design of the IntelligentCymometer Based on AT89C2051SHAO Xiangbing ZHAO Jianfeng(Dept. of Automation, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 210013, China)Abstract:The Freq-4DF is a land of self-adapted embedded intelligent cymometer based on AT89C2051.Its timestandard selective programs are based on fuzzy arithmetic and the measured data are output in accordance with the DARTmodel. The Freq-4DF can be embedded into users systems. Its function includes measuring and displaying thefrequency signals, and transmitting real time data between users. Its measurement, identical with that of the common frequency meters, is from 0.1Hz to 1MHz, and it s adapted to TTL signals.Key words:cymometer;single-chipmicroprocessor;embedded design system1引言信号频率测量一般均按照频率的概念设计实现，并且大多使用专用频率测量芯片(如ICM7216,ICM7240等).由于这些专用芯片不具有智能接口，如果希望将该芯片嵌入到用户应用系统中来完成某一频率信号的智能化测量，显示和测量数据传输等功能时将是十分困难的.本文介绍一种自行设计的基于单片机AT89C2051 C以下简称2051的嵌入式自适应时标选择智能频率计，它具有最小的硬件支持(单片2051)，可以方便地嵌入到用户系统中，自动完成频率信号的测量、显示，以及与用户系统之间实时数据传输功能.本频率计的输入信号为0. 1Hz一1MHz，标准TTL电平频率信号.2设计思想嵌入式设计一般具有三种形式:系统级、板级和芯片级[2].本频率计设计就是基于芯片级的设计思想来实现的.2051是Atmel公司开发的简约型MCS-51系列单片机，它具有完全的51单片机内核，兼容51指令系统.在硬件资源上有15个I/O端口线可供用户直接使用，同时，其P3端口线还都具有第二功能，即两个串行I/O端线，两个外部中断I/O端线，两个定时器/计数器I/O端线等.这些基本资源为本频率计的设计提供了硬件保障.在本频率计设计中，使用2051的计数器TO作为待测频率信号的脉冲输入计数部件，定时器T1作为自适应时标控制部件.每次新的测量都是基于前次测量结果为预测输入量，然后根据模糊集合算法，得到自适应选择时标的合适参数.读取在该时标下TO的计数值，通过对该数据进行计算处理、数制转换处理等，将测量结果以十进制数据形式显示在LED数码管上，同时，通过串行数据传输线向用户系统以异步串行方式传输该测量结果.3硬件设计本设计基于芯片级嵌入式思想，充分利用2051本身硬件资源，形成最小硬件系统，如图1所示.图中P1端口的s个端子作为LED显示器的段码控制端，P3端口的P3.2,P3.3,P3.5,P3.7作为位控制端.2051的I/O端口低电平灌电流达20mA，可以直接作为LED数码管的位驱动端线.然而，它的高电平拉电流输出能力却十分有限，因此需要使用上拉电阻(R1- R8，阻值为510Ω)来扩展其电流输出能力.这里，LED显示部件选用共阴型、高亮度数码管.图1硬件原理框图在本频率计的硬件中,直接使用2051的P3.1(Txd)作为与用户异步串行通讯的端口,