一種基于單片機(jī)的頻率, 占空比 脈寬測量方法
一種基于單片機(jī)的頻率, 占空比 脈寬測量方法
頻率已經(jīng)成為大家所熟悉的物理量。而單片機(jī)的出現(xiàn)，更是對包括測頻在內(nèi)的各種測量技術(shù)帶來了許多重大的飛躍，然而，小體積、價(jià)廉、功能強(qiáng)等優(yōu)勢也在電子領(lǐng)域占有非常重要的地位。頻率、脈寬、占空比的測量在汽車電子等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
本文給出了一種以MSP430單片機(jī)為核心的頻率，占空比，脈寬測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。此方法成功應(yīng)用于深圳 Fathitech公司的FT287萬用表。
測頻系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
目前測量頻率最主要的方法為電子計(jì)數(shù)法。電子計(jì)數(shù)法主要通過單片機(jī)進(jìn)行控制。由于單片機(jī)的較強(qiáng)控制與運(yùn)算功能，電子計(jì)數(shù)法的測量頻率范圍寬，精度高，易于實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)就是采用單片機(jī)電子計(jì)數(shù)法來測量頻率，其系統(tǒng)硬件原理框圖如圖1所示。
圖1 頻率，占空比 脈寬測量電路原理框圖
當(dāng)外部輸入電壓幅度太小的時(shí)候（低于比較器的反轉(zhuǎn)電壓），將不會(huì)觸發(fā)內(nèi)部電路的比較器，從而測得的頻率信號(hào)為0。因此為了測量出外部信號(hào)的頻率必須保證外部信號(hào)的幅度。FT287萬用表在測量頻率是通過程控放大器將不同范圍的輸入信號(hào)放大到合適的幅度，從而可以輕松測量出小信號(hào)的頻率，占空比，脈寬。
測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
用單片機(jī)電子計(jì)數(shù)法測量頻率又分為測頻率法和測周期法兩種方法。測量頻率主要是在單位定時(shí)時(shí)間里對被測信號(hào)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù);測量周期法則是在被測信號(hào)一個(gè)周期時(shí)間里對某一基準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。
本文采用前者的方法對一段時(shí)間（約200ms）內(nèi)的頻率采用單片機(jī)的定時(shí)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而計(jì)算頻率的大小。 采用一段時(shí)間（約200ms）內(nèi)的頻率采用單片機(jī)的定時(shí)器進(jìn)行捕獲 ，從而計(jì)算頻率信號(hào)的脈寬和占空比。
其軟件流程圖如下圖：
結(jié)論
通過上述的方法測量。深圳費(fèi)思科技公司的的FT287萬用表可以進(jìn)行精確的頻率占空比和脈寬測量。在單獨(dú)頻率測量的功能下 可以精確測量5~1MHz以內(nèi)的頻率信號(hào)，其分辨率為0.01Hz。在占空比，脈寬測量功能下可以測量10kHz以內(nèi)頻率信號(hào)的脈寬和占空比，同通過顯示頻率信號(hào)的大小。