简易等精度频率计开源

翌阳

很简单的等精度频率计，几经改进，增加了功能，又减少了功能，改了线路，换了器件，折腾好久，最后还是归到极简。好用，高精度，准确，这才是最重要的。高基准时钟，不准确也是没用，所以，回归到最容易得到的10M温补晶振上。显示重做了LED显示，而没用现成的模块。
开源网址：https://github.com/elezen/Cymomer
这里也贴个程序和电路图：

1. /*
   
2. */
   
3. #define FREQ 10000000L
   
4. #define NORMAL 100
   
5. #define FAST 10
   
6. #define KEYDLY 50
   
7. #define KEYLONG 500
   
8. //#define FREQ 40499753L
   
9. #include <mcs51/at89x52.h>
   
10. #define CLR P3_7
    
11. #define GATECTL P3_6
    
12. #define GATE P3_3
    
13. #define KEY P1_0
    
14. #define KEY2 P1_1
    
15. #define false 0
    
16. #define true 1
    
17. 
    
18. __code unsigned char LedSegs[]={3, 159, 37, 13, 153, 73, 65, 31, 1, 9, 17, 193, 99, 133, 97, 113};
    
19. __code unsigned char LedDigit[]={0x1,0x2,0x4,0x8,0x10,0x20,0x40,0x80};
    
20. __idata char leds[8];
    
21. char led_i,num_i=0;
    
22. __bit ledReady,overflow=false,gatelost=false;
    
23. char led_d;
    
24. unsigned char msTick=0,gateDelay=0,speed=NORMAL,keydly=KEYDLY;
    
25. unsigned int delay=0;
    
26. unsigned long mainFreq=FREQ;
    
27. __code char cymomer[]  = {0x63,0x89,0x55,0xc5,0x55,0x21,0xf5,0xff};
    
28. __code char counter[]={0x63,0xc5,0xc7,0xd5,0xe1,0x21,0xf5,0xff};
    
29. __code char freq[]  = {0x71,0xf5,0x21,0x19,0xff,0xff,0xff,0xff};
    
30. __code char fast[]  = {0x43,0x11,0xe1,0x61,0xff,0x2, 0x9f,0x4b};
    
31. __code char normal[] ={0x43,0x11,0xe1,0x61,0xff,0x9e, 0x3,0x4b};
    
32. 
    
33. typedef union{
    
34.   unsigned long l;
    
35.   struct{char b0,b1,b2,b3;};
    
36. } TmLong;
    
37. TmLong inCnt,freqCnt;
    
38. unsigned long incount,freqcount;
    
39. 
    
40. void counter0() __interrupt 1{
    
41.     ++inCnt.b3;
    
42. }
    
43. void counter1() __interrupt 3{
    
44.     ++freqCnt.b3;
    
45. }
    
46. void serialPort() __interrupt 4{
    
47.     if(RI)RI=0;
    
48.     if(TI){
    
49.         TI=0;
    
50.         if(!ledReady){
    
51.             SBUF=leds[led_i];
    
52.             P3_2=0;
    
53.             ledReady=1;
    
54.         }else{
    
55.             P3_2=1;
    
56.         }
    
57.     }
    
58. }
    
59. void timer2(void) __interrupt 5{
    
60.     TF2=0;
    
61.     ledReady=0;
    
62.     if(++led_i>7)led_i=0;
    
63.     SBUF=LedDigit[led_i];
    
64.     if(--msTick==0){
    
65.         msTick=speed;
    
66.         if(gateDelay>0)gateDelay--;
    
67.     }
    
68. }
    
69. 
    
70. 
    
71. 
    
72. void putstr(char *s){
    
73.     unsigned char i=7;
    
74.     do{
    
75.         leds[i]=*s;
    
76.         s++;
    
77.     }while(i--);
    
78. }
    
79. void putlong(unsigned long a){
    
80.     char i,c;
    
81.     __idata unsigned char buf[8];
    
82.     for(i=0;i<8;i++){
    
83.         if(a!=0||i==0){
    
84.             c=LedSegs[a%10];
    
85.             if(i==3||i==6)c&=0xfe;
    
86.             buf[i]=c;
    
87.             a/=10;
    
88.         }else{
    
89.             buf[i]=0xff;
    
90.         }
    
91.     }
    
92.     if(a>0)overflow=true;
    
93.     if(overflow)buf[7]&=0xfe;
    
94.     if(gatelost)buf[0]&=0xfe;
    
95.     for(i=0;i<8;i++)leds[i]=buf[i];
    
96. }
    
97. 
    
98. 
    
99. 
    
100. unsigned long getCount(){
     
101.     inCnt.b0=P0;
     
102.     inCnt.b1=TL0;
     
103.     inCnt.b2=TH0;
     
104.     return inCnt.l;
     
105. }
     
106. unsigned long getFreq(){
     
107.     if(freqcount==0)return 0;
     
108.     return (unsigned long)(((unsigned long long)incount)*mainFreq/freqcount);
     
109. }
     
110. void reset(){
     
111.     GATECTL=0;
     
112.     TR0=0;TR1=0;
     
113.     inCnt.b0=P0;
     
114.     inCnt.b1=TL0;
     
115.     inCnt.b2=TH0;
     
116.     incount=inCnt.l;
     
117.     inCnt.b3=0;
     
118.     freqCnt.b0=P2;
     
119.     freqCnt.b1=TL1;
     
120.     freqCnt.b2=TH1;
     
121.     freqcount=freqCnt.l;
     
122.     freqCnt.b3=0;
     
123.     CLR=1;
     
124.     TH0=TL0=TH1=TL1=0;
     
125.     overflow=false;
     
126.     CLR=0;
     
127.     TR0=1;TR1=1;
     
128.     GATECTL=1;
     
129. }
     
130. __bit longdown=false;
     
131. 
     
132. unsigned char readKey(){
     
133.     static __bit longdown=false;
     
134.     static unsigned int keylong=KEYLONG;
     
135.     unsigned char k=0,key=0;
     
136.     static unsigned char gotkey=0;
     
137.     if(!KEY)key=1;if(!KEY2)key=2;
     
138.     if(key!=0){
     
139.         gotkey=key;
     
140.         if(keydly>0)keydly--;
     
141.         if(keylong>0)keylong--;
     
142.         else{
     
143.             if(!longdown){
     
144.                 longdown=true;
     
145.                 k=key+2;
     
146.             }
     
147.         }
     
148.     }else{
     
149.         if(keydly==0 && !longdown)k=gotkey;
     
150.         keydly=KEYDLY;
     
151.         keylong=KEYLONG;
     
152.         longdown=false;
     
153.     }
     
154.      return k;
     
155. }
     
156. enum{Freq,Counter} mode=Freq;
     
157. void setmode(){
     
158.     switch(readKey()){
     
159.         case 1:  //+
     
160.             switch(mode){
     
161.                 case Freq:
     
162.                     speed=NORMAL;
     
163.                     putstr(normal);
     
164.                     reset();
     
165.                     gateDelay=16;
     
166.                     delay=1000;
     
167.                     break;
     
168.                 case Counter:
     
169.                     GATECTL=!GATECTL;
     
170.                     break;
     
171.             }
     
172.             break;
     
173.         case 2:  //-
     
174.             switch(mode){
     
175.                 case Freq:
     
176.                     speed=FAST;
     
177.                     putstr(fast);
     
178.                     reset();
     
179.                     gateDelay=16;
     
180.                     delay=1000;
     
181.                     break;
     
182.                 case Counter:
     
183.                     reset();
     
184.                     break;
     
185.             }
     
186.             break;
     
187.         case 3: //Freq<->counter
     
188.         case 4:
     
189.             if(mode!=Freq){
     
190.                 mode=Freq;
     
191.                 putstr(freq);
     
192.             }else{
     
193.                 mode=Counter;
     
194.                 putstr(counter);
     
195.             }
     
196.             reset();
     
197.             delay=1000;
     
198.             break;
     
199.     }
     
200. 
     
201. }
     
202. 
     
203. 
     
204. void main(void){
     
205. 
     
206.     PT0=1;PT1=1;
     
207.     PT2=1;
     
208.     SCON=0;
     
209.     REN=0;
     
210.     ES=1;
     
211.     GATECTL=0;
     
212.     CLR=1;
     
213.     TMOD=0x55;
     
214.     TR0=0;TR1=0;ET0=1;ET1=1;
     
215.     TH0=0;
     
216.     TL0=0;
     
217.     TH1=0;
     
218.     TL1=0;
     
219.     RCAP2H=0xFD;   //10M  1/1000s
     
220.     RCAP2L=0xBE;
     
221.     T2CON=0;
     
222.     T2MOD=0;
     
223.     TR2=1;
     
224.     ET2=1;
     
225.     EA=1;
     
226.     putstr(cymomer);
     
227.     delay=1000;
     
228.     while(1){
     
229.         PCON|=1;
     
230.         setmode();
     
231.         if(delay>0){delay--;continue;}
     
232.         switch(mode){
     
233.             case Freq:
     
234.                 if(!GATE&&!GATECTL||gateDelay==0){
     
235.                     gatelost=gateDelay==0;
     
236.                     reset();
     
237.                     putlong(getFreq());
     
238.                     gateDelay=16;
     
239.                 }else if(gateDelay==5){
     
240.                     GATECTL=0;
     
241.                 }
     
242.                 break;
     
243.             case Counter:
     
244.                 putlong(getCount());
     
245.                 delay=50;
     
246.                 break;
     
247.         }
     
248. 
     
249.     }
     
250. }
     
251. 
     

复制代码

编译用SDCC，51 small，加入 small 的 longlong.lib  库。

peiguoqing

真心不错。谢谢楼主！现在都stc啦，为什么还用at呢？

学习下程序先。

如果不用74ls74，触发一下，会有什么不同呢？

翌阳

peiguoqing 发表于 2020-5-10 15:50
真心不错。谢谢楼主！现在都stc啦，为什么还用at呢？

学习下程序先。

stc也兼容吧，为啥用at呢，只因为我手里有。

fsj5098

真心不错，74hc393用74hc590代替又可以多出几个I/O口

fsj5098

温补晶振是稳定的，但有偏差怎么办（比如偏差20Hz）

翌阳

fsj5098 发表于 2020-5-11 20:36
温补晶振是稳定的，但有偏差怎么办（比如偏差20Hz）

那这个晶振就是已经报废了的啊。图上的那个10M恒温，在微调电压设为中点2V时，偏差小于200ppb,也就是2Hz以内。再校准一下，就可以到0偏差了。

fsj5098

我是在软件里设置基准频率，比如基准晶振为10.0000024MHz，就设基准为10.0000024

翌阳

fsj5098 发表于 2020-5-12 00:39
我是在软件里设置基准频率，比如基准晶振为10.0000024MHz，就设基准为10.0000024

对，晶振无微调就这样做。还可以加个eeprom来实现软件校准。

songjiao

精品！顶你

world_all

393是啥作用？能解释下原理么

翌阳

world_all 发表于 2020-5-13 11:15
393是啥作用？能解释下原理么

外置硬件分频计数。为啥外置啊？单片机不是有吗？因为啊，单片机的计数器频率不够高。

翌阳

把108行处从    return (unsigned long)(((unsigned long long)incount)*mainFreq/freqcount);
改成    return (unsigned long)((((unsigned long long)incount)*mainFreq*10/freqcount+5)/10);
计算上增加了四舍五入，结果更精确些。
但这些也不好说，四舍五入，还是全舍，那就看个人需要了。0.9Hz是显示0呢？还是认为是1Hz呢？

liangkan

200ppb的晶体，好找吗？多少钱一个，我见某宝上.0.3ppm的都是42元

lht5631080

world_all 发表于 2020-5-13 11:15
393是啥作用？能解释下原理么

393分频也做计数高8位，即外部8位，内部16位，共24位。楼主图是把信号分频256后送入计数器，因为C52计数器只有几百KHz，好像是晶振1/24？。但楼主用的是HC393，换成AC/AHC/F393测频要高一些，如AC393特定环境输入频率能达150MHz。