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用PIC16F87X单片机实现高分辨率频率计的一种方法【主页】

发布时间:2021-10-05 00:16:03来源:天博体育克罗地亚|主页编辑:天博体育克罗地亚|主页阅读: 当前位置:首页 > 科学探索 > 手机阅读
本文摘要:1章节目录伴随着电子信息技术的迅速发展趋势,以单片机设计为操控关键的操控元器件,早就全方位渗入测试设备和计量检定测试的各个领域。

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1章节目录伴随着电子信息技术的迅速发展趋势,以单片机设计为操控关键的操控元器件,早就全方位渗入测试设备和计量检定测试的各个领域。另外,频率计做为一种实用工具,在工程设计和无线通信精确测量、计量检定等行业的运用于十分广泛。文中解读了一种以PIC16F87X系列产品单片机设计为控制板的高像素频率计的搭建方式。该方式设计方案的频率计关键用于精确测量脉冲频率。

它应用LCD图型液晶显示屏,画面质量低,能用覆盖面广,能外接结晶频率源,具有精确测量速度更快、屏幕分辨率低的优势。2结构设计PIC16F877A单片机设计內部搭建有捕猎/比较/脉冲宽度调制PWM(CCP)控制模块。当CCP工作中在捕猎(capture)方法时,可捕猎外界键入脉冲的降低沿或上升沿,并造成适度的中断。

PIC16F877A单片机设计內部还搭建了计时器/电子计数器控制模块,在本计划方案中应用在其中的TMR1做为计时器,该计时器的原理是根据TMR1存储器对TMR1H:TMR1L从0000H下降到FFFFH,以后再作返回0000H时,不容易造成上位堵塞,而且将不容易设定堵塞中断标志位TMR1IF为I,另外引起CPU中断呼吁。在分布均匀的脉冲编码序列中,脉冲频率值相同单位时间内再次出现的脉冲频次。

依据这一基本原理,能够应用PIC16F87X系列产品单片机设计(文中以PIC16F877A型单片机设计为例证)内嵌计时器控制模块TMR1记时,另外用以CCP控制模块的捕猎作用,每间距n(n=1,4,16)个脉冲捕猎一次并造成中断,纪录第一个和第(m-1)*n 一个脉冲来临时性的计时器记时t1和tm,如图所示1下图。图1脉冲捕猎平面图用被捕猎的脉冲频次除于第1次和第(m-1)*n 1次脉冲中间间距的時间才可得到 脉冲频率值。因而,脉冲频率值计算方法为:3被测频率值范畴在检测全过程中,务必需注意的是,2次CCP中断的间隔时间必不可少低于1次中断服务项目的执行時间。

不然,假如在中断系统服务执行时又再次出现CCP中断,就没法长期工作中。依据上述标准,则有:由上式得到 :式中:  SCCP答复捕猎波形倍率。  fx答复被测频率t  TCYC答复系统软件时钟周期。  N答复中断所需要超过指令周期数。

原著:SCCP=16,N=40,TCYC=4/20MHz=0.2us,则:fx2,000,000Hz由此可见,具体频率检测范围在0-2MHz中间。如要精确测量更高频率,能够依据务必在被测频率和CPU的CCP口中间终端设备适度倍率的分频器,每终端设备一个1/n倍分频器,能测频率范畴可不断发展n倍(如图2下图)。当在被测频率和CCP口中间终端设备三个1/10倍分频器,则有限频率范畴为0~2GHz。

图2CPU外接提示图4编程设计4.1中断程序流程中断程序流程图如图所示3下图。图3中断子程序流程图中断服务项目汇编程序以下:voidinterruptTMRI_CCP2_ini(void){if(TMR1IF==I)//鉴别否计时器中断{TMRIIF=0;//TMR1中断标志位清0TMR1ON=0;//重开TMR1TMR1L=0x00;//设定TMR1寄存器地址初值0x0bdcTMR1H=0x00;TMR1ON=1;?//开启TMR1time_count ;//指定电子计数器递减1}if(CCP2IF==1)//鉴别否CCP2中断{if(ccp_count==0){TMR1IE=1;//允许TMR1中断TMR1IF=0;//TMR1中断标志位清0T1CON=0x30;//设定1:8波形,重开TMR1TMR1L=0x00;//TMR1寄存器地址清零TMR1H=0x00;TMR1ON=1;//开启TMR1中断}CCP2IF=0;//CCP2中断标志位清0ccp_count ;//脉冲电子计数器特1}}4.2检测全过程程序流程程序流程图如图4下图。图4主程序流程图检测全过程程序流程以下:unsignedlongmeasure_course(unsignedcharcatch_mode){time_count=0;//指定电子计数器清零ccp_count=O//脉冲电子计数器清零GIE=1;//允许全局性中断PEIE=1;//允许外场中断TRISC1=0;//CCP2(RC1)輸出CCP2IE=1;//允许CCP2中断CCP2IF=0;//CCP2中断标志位清0CCP2CON=catch_mode;//设定捕猎脉冲方式e();//中断刚开始while(1)//等待指定中断,時间到则散伙if(ccp_count==2)break;di();//中断完成TMR1ON=0;//重开TMR1CCP2CON=0x00;//重开CCP2CCP2IE=0;//重开CCP2中断CCP2IF=0;//CCP2中断标志位清0TRISC1=0;//CCP2(RC1)键入TMR1IE=0;//重开TMR1中断TMR1IF=O;//TMR1中断标志位清0PEIE=0;//重开外场中断GIE=0;//重开全局性中断}5特性点评传统式的频率测量法有二种:一是精确测量周期时间欲频率,那样对被测频率数据信号的频率稳定度回绝低,不然就不容易造成较小的出现偏差的原因;另一种是推算出来单位时间内所造成脉冲总数,尽管这类方式对频率稳定度回绝不低,可是说明屏幕分辨率受限制,而且不容易造成1的出现偏差的原因。

本计划方案抛下了传统式的测量法,应用精确测量脉冲数量及推算出来被测脉冲所历经時间的方式,避免了传统式方式的缺点。在本计划方案中,CPU接外频标(如图2下图),数据误差仅有所为时基出现偏差的原因,而不错的外频标底出现偏差的原因一般超过10-9,因此精确测量結果的有效数字数最多均值8位之上,促使低頻精确测量与高频率精确测量的有效位数完全一致。6总结历经检测实验,用以该方式研制开发的频率计具有精确测量精确度低、方便使用、稳定可靠的优势,可运用于计量检定检测行业。

另外因为用以手机软件操控,电源电路构造比较简单,用以硬件配置较少,促使成本费划算且方便使用,因而也可广泛运用于工业和农业生产制造和住户日常生活,具有拓张使用价值。


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