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CN100575965C - 一种单片机测量频率的方法 - Google Patents

一种单片机测量频率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种单片机测量频率的方法，其能精确测量频率。该方法包括初始设定和完成测量两个步骤。具体为设置一个时间阀值T，在时间m*T内记下脉冲的输入实时时间t及输入脉冲的个数N。用最后一个脉冲输入实时时间减去第一个脉冲输入的实时时间就得到实际的时间阀值T。该方法的测量误差来自时钟频率的误差，测量精度高，并且同时适合低频和高频的测量。

Description

一种单片机测量频率的方法
技术领域
本发明涉及一种单片机测量频率的方法，尤其涉及一种能精确测量频率的方法。
背景技术
通常，单片机对频率的测量有下列几种方法：
(1)“f”频率法
“f”法是定时累计被测频率的个数的方法。它需要时间阀值t，然后在t范围内对被测频率信号脉冲计数。误差正比于1/f*t，f为信号频率。为了减小误差可加大时基t，或提高信号频率。可用于测量高频信号。
(2)“t”法
该方法是测量被测脉冲宽度的方法。测量误差正比于1/f*t，f是时钟频率，t是信号周期，因此用于测量低频信号。
(3)“mt”法
也称为多倍精度周期法。是根据时钟频率的不同，选择不同的被测信号周期数的方法。
(4)“m/t”法
系统设定的采样定时为t0，而定时结束到下一个脉冲前沿的时间间隔为Δt，则实际测量时间t为t0和Δt之和。记录在t时间内的检测的脉冲数和t时间内系统参考时钟脉冲的计数值。可见其误差来自时钟脉冲的计数误差，测量精度高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单片机测量频率的方法，其能精确测量频率。为达到该目的，本发明综合上述方法的优点采用f/t法，该方法包括初始设定阶段和完成测量阶段。具体为设置一个时间阀值T，在时间m*T内记下脉冲的输入实时时间t及输入脉冲的个数N。用最后一个脉冲输入实时时间减去第一个脉冲输入的实时时间就得到实际的时间阀值T。参见图2中的附图标记F，而实际处理时采用精确的T时间内准确的脉冲个数(n-1)来计算脉冲频率。
本发明提供的单片机测量频率方法的误差来自时钟频率的误差，测量精度高，并且同时适合低频和高频的测量。
附图说明
图1为根据本发明的单片机测量频率方法的步骤图；
图2为根据本发明的单片机测量频率方法的电路图；
图3为根据本发明的单片机测量频率方法的时序图。
具体实施方式
下面将结合附图，详细说明本发明的单片机测量频率的方法。其中图1是根据本发明的单片机测量频率方法的步骤图，图2是根据本发明的单片机测量频率方法的电路图，要测量的频率信号通过带斯密特触发器的高速光电耦合器进入单片机的定时器T0，选择带斯密特触发器的高速光电耦合器是为了提高单片机系统测量的抗干扰能力。图3是根据本发明的单片机测量频率方法的时序图。该单片机测量频率的方法如下：
(1)初始设定步骤：图1中的计数器T0初始设为16位计数器方式，初值为FFFF(十六进制)，定时器T1初始设为16位定时器方式，初始设定时时间为T。
(2)完成测量步骤：在ts时刻第一个脉冲的下降沿，计数器T0计数，计数值加1，此时该计数器的值变为0000(十六进制)产生溢出中断，在T0中断服务程序中记下此时刻定时器T1的值t1。重新初始化计数器T0的初值为(FFFF-N)+1，其中N为需要测量的脉冲个数，这样计数器T0计数N个脉冲个数后，在tp时刻再一次产生溢出中断，在T0中断服务程序中记下此时刻定时器T1的值t2。根据公式：F＝N/[m*T-(t1-T)+(t2-T)]可以计算出要测量脉冲的频率值，其中m为定时器T1每隔T时间产生溢出中断的次数。
本发明提供的单片机测量频率的方法硬件电路简单，不需要增加成本，测量误差来自时钟频率的误差，而时钟频率的误差可用加标准频率信号的方法修正，即根据上述(1)～(2)的步骤，用高精度频率仪分别加一高、中、低频率信号到输入通道高速光电耦合器的F端，分别把测量的误差保存到单片机系统中，以后实际测量频率信号时单片机系统先算出测量的频率信号落在高、中、低哪个频率段，再用系统内部保存的相应的误差修正之，可以大大提高测量精度。
另外，本发明提供的一种单片机测量频率的方法在复费率分时电表和IC卡表中测量最大需量得到了很好的应用。
对本领域的技术人员来说，本发明可以做出各种不同的修改。只要这些修改落入附加的权利要求书范围内，本发明将覆盖这些修改。

Claims (2)

1、一种单片机测量频率的方法，其特征在于，包括：
(1)初始设定步骤：计数器T0初始设为16位计数器方式，初值为FFFF，定时器T1为16位定时器方式；
(2)完成测量步骤：在第一个脉冲的下降沿，计数器T0计数，计数值加1变为0000(十六进制)产生溢出中断，在T0中断服务程序中记下此时刻T1定时器的值t1，重新初始化计数器T0初值为(FFFF-N)+1，其中N为需要测量的脉冲个数，这样计数器T0计数N个脉冲个数后再一次产生溢出中断，在T0中断服务程序中记下此时刻定时器T1的值t2，根据公式：F＝N/[m*T-(t1-T)+(t2-T)]计算出要测量脉冲的频率值，其中m为定时器T1每隔T时间产生溢出中断的次数。
2、如权利要求1所述的单片机测量频率的方法，其特征在于在上述完成测量步骤中产生的测量误差来自时钟误差，该时钟频率的误差可用加标准频率信号的方法修正。
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