官网_用PIC16F87X单片机实现高分辨率频率计的一种方法

激光雕刻机 | 2020-10-30

app下载-第一章随着电子技术的飞速发展,以单片机为控制核心的控制装置已经渗透到测试仪器和测量测试的各个方面。同时,频率计作为一种常用工具,广泛应用于工程技术、无线电测量、计量等领域。

本文介绍了一种基于PIC16F87X系列单片机的高分辨率频率计的构造方法。用这种方法设计的频率计主要用于测量脉冲频率。它采用液晶图形液晶显示,清晰度低,使用范围广,外置晶体频率源,具有测量速度快、分辨率低的优点。

2设计原理PIC16F877A单片机内置狩猎/比较/脉宽调制(CCP)模块。当CCP工作在捕获模式时,它可以捕获外部输入脉冲的下降沿或上升沿,并产生适当的中断。PIC16F877A单片机中还内置了定时器/计数器模块。

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在该方案中,TMR1用作定时器。该定时器的工作原理是通过tmr1寄存器将TMR1h:trm1l从0000H递减到FFFFH,然后回到0000H,这样就不会出现高级阻塞,阻塞中断标志TMR1IF也不会设置为I,同时会触发CPU中断调用。

在均匀分布的脉冲序列中,脉冲频率值等于单位时间内再次出现的脉冲数。根据这一原理,PIC16F87X系列单片机(本文以PIC16F877A型单片机为例)内置的定时器模块tmR1可以用于定时,同时也可以用于CCP模块的狩猎功能,每n(n=1,4,16)个脉冲狩猎一次并产生一个中断,记录第一个和(m-1)* n ^ 1个脉冲来临时计时t1和TM。图1脉冲搜寻示意图脉冲频率可以通过将待搜寻的脉冲数除以第一个脉冲和(m-1)* n-1个脉冲之间的时间来获得。

因此,计算脉冲频率值的公式为:3。测量频率值的范围。在测试期间,必须特别注意两次CCP中断之间的时间间隔必须小于一次中断服务的连续执行时间。

否则,当中断服务程序继续执行时,如果CCP中断再次发生,它将在很长时间内不起作用。根据上述条件,可以从上述公式中得到,其中SCCP响应于狩猎方波多次波。Fx响应测得的频率,tTCYC响应系统时钟周期。

n响应中断所需的指令周期数大于。原著:SCCP=16,N=40,TCYC=4/20MHz=0.2us,那么:fx2,000,000Hz,可见实际测频范围在0-2MHz之间。

如果需要测量更大的频率,必须在待测频率和中央处理器的CCP端口之间端接一个具有适当倍数的分频器。每个终端都有1/n倍的分频器,可测频率范围可以连续扩大N倍(如图2右图所示)。如果在被测频率和CCP端口之间端接三个1/10分频器,则有界频率范围为0 ~ 2 GHz。

图2 2CPU外部连接示意图4程序设计4.1中断程序中断程序流程图如图3右图所示。图3中断子程序流程图中断服务子程序如下:void interrupttmri _ CCP 2 _ ini(void){ if(tmr1if==I)//识别定时器是否中断{ TMRIIF=0;//TMR1中断标志位清0TMR1ON=0//重新打开TMR1TMR1L=0x00//设置TMR1数据寄存器0x0bdcTMR1H的初始值=0x00TMR1ON=1;//打开TMR1time _ count//定点计数器减半1 } if(CCP 22IF==1)//CCP 2 interrupt { if(CCP _ count==0){ TMr1IE=1;//允许TMR1中断TMr1IF=0;//TMR1中断标志位清零0T1CON=0x30//设置1:8方波,重启TMR1TMR1L=0x00//清除//TMR1h=TMR 1数据寄存器中的0x00TMR1ON=1;//打开TMR1中断} CCP2IF=0;//CCP2中断标志位清0ccp _ count//脉冲计数器专用1}}4.2测试过程程序流程图如图4右图所示。 图4的主要程序流程图如下:无符号长measure _ course(无符号catch _ mode){ time _ count=0;//清零定点计数器ccp_count=O//清零脉冲计数器GIE=1;//允许全局中断PEIE=1;//允许外设中断TRISC 1=0;//CCP2(RC1)输出CCP2IE=1;//允许CCP2中断CCP 2if=0;//CCP2中断标志位清0CCP2CON=catch _ mode//设置振荡脉冲模式e();//中断在(1)//等待定点中断时开始,时间到了如果(ccp_count==2)中断则化解;di();//中断结束TMr1ON=0;//重新打开TMR1CCP2CON=0x00//重新打开CCP 2 CCP 2ie=0;//重新打开CCP2中断CCP2IF=0;//CCP2中断标志位清零0TRISC 1=0;//注册CCP2(RC1)输入TMR1IE=0;//重启TMR1中断TMR1IF=O;//TMR1中断标志位清0PEIE=0//重新打开外设中断GIE=0;//重启全局中断}5性能评估传统的测频方法有两种:一种是测量周期频率,这样被测频率信号的信噪比被剔除的比较低,否则不会有小误差;另一种是计算单位时间的脉冲数。

虽然这种方法拒绝信噪比,但它表明分辨率是有限的,不会产生1的误差。该方案摒弃了传统的测量方法,采用测量脉冲数和计算被测脉冲经过时间的方法,完全避免了传统方法的缺点。该方案中,CPU与外频标相连(如图2右图所示),测量误差仅为时基误差,而较好的外频标误差一般大于10-9,因此测量结果的平均有效位数最多为8位以上,使得低频测量的有效位数与高频测量的有效位数完全一致。结论经测试,用该方法研制的频率计具有测量精度低、使用方便、稳定可靠等优点,可用于测量测试领域。

同时,由于用于软件控制,电路结构非常简单,用于硬件较少,使得成本低廉,便于携带,因此也可以广泛应用于工农业生产和居民生活中,具有推广价值。_app下载。

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