单片机的分频是指把高频率的信号降低成其他频率的信号,常见的应用场景包括数码管显示、蜂鸣器发声、步进电机驱动等。使用单片机实现分频的方法主要有两种,一种是通过软件实现,另一种是通过硬件电路实现。
软件实现分频的波形有两种:方波和三角波。
方波是指周期为T,占空比为50%的方形波,分频时通过改变T的值来实现分频。具体实现过程就是将单片机内部的定时器/计数器配置为工作在定时模式,然后根据实际需求配置定时器的计数值,使得计数器在计满设定值后产生中断,从而实现对高频信号的分频。
三角波是指周期为T,占空比小于50%的波形,也可以用来实现分频。具体实现方式是将单片机内部的定时器/计数器配置为工作在脉冲宽度调制模式,然后通过改变占空比来改变输出的三角波的周期,从而实现对高频信号的分频。
硬件实现分频的波形主要有以下几种:RC低通滤波器、晶振、PLL(锁相环)。
RC低通滤波器是一种常见的分频电路,通过将高频信号输入RC电路中,输出的波形为降低频率后的正弦波。通过调整RC电路的参数,可以实现不同的分频倍率。但是RC低通滤波器的分频精度受限于RC电路品质,因此在实际应用中精度容易受到影响。
晶振是硬件实现分频的常用电路之一,常用于频率非常准确的场合。晶振分频电路的原理是将高频的晶振信号输入到分频电路中,经过分频后输出一个更低频的信号。由于晶振的频率十分稳定,所以晶振分频电路的分频精度更高。
PLL(锁相环)是一种集成电路,广泛应用于电子电路中。PLL主要由相锁环、倍频器、振荡器三部分组成,具有高精度、高稳定性等特点。可以实现对高频信号的分频,同时还具有相位锁定、频率稳定等功能。