簡易數(shù)字頻率計的設計

簡易數(shù)字頻率計的設計------基于C8051F330WuYangbo2011.04version1.01.頻率測量的工作原理數(shù)字頻率計是用于測量信號頻率的儀器。測量信號的頻率參數(shù)是最常用的測量方法之一。常用的有測頻法和測周法兩種。1.1測頻法

測頻法的基本思想：讓計數(shù)器在閘門信號的控制下計數(shù)1秒時間，計數(shù)結(jié)果是1秒內(nèi)被測信號的周期數(shù)，即被測信號的頻率。若被測信號不是矩形脈沖，則應先變換成同頻率的矩形脈沖。測頻法的常用原理圖fX=N/T測頻法的誤差分析：

f測-f真=±1Hz最大絕對誤差均為±1Hz，即最大相對誤差為：

σmax=（f測-f真）/f真=±1/f真

由上式可知，在閘門信號相同時，測頻法的相對誤差與被測信號的頻率成反比。因此測頻法適合于測量頻率較高的信號。1.2測周法當被測信號頻率較低時，為保證測量精度，常采用測周法。即先測出被測信號的周期，再換算成頻率。測周法的實質(zhì)是把被測信號作為閘門信號，在它的高電平的時間內(nèi)，用一個標準頻率的信號源作為計數(shù)器的時鐘脈沖。

測周法的基本思想：

TX=NT0/k

測周法原理圖測周法的誤差分析：利用測周法所產(chǎn)生的最大絕對誤差，顯然也等于±1個標準信號周期。如果被測信號周期的真值為

T真=T1·N，則

T測=T1·（N±1）最大相對誤差為：σmax=（f測-f真）/f真=T真/T測

–1

=±1/（N±1）由上式可知，對于一定的被測信號，標準信號的頻率越高，則N的值越大，因而相對誤差越小。1.3測頻與測周相結(jié)合的測頻方法例如：頻率測量的指標如下

a.測量范圍信號：方波、正弦波幅度：0.5V～5V

頻率：1Hz～1MHzb.測試誤差≤0.1%問題：1、閘門信號寬度如何選擇？2、時標信號周期如何確定？3、測頻法和測周法的交叉頻率點是多少？1s閘門1μs時標直接測頻和直接測周期的量化誤差2.基于單片機的頻率測量利用單片機內(nèi)的定時/計數(shù)器的定時和計數(shù)功能實現(xiàn)閘門信號的產(chǎn)生和待測信號的計數(shù)。

2.1

基本思想：例如：用定時器/計數(shù)器0作為定時器，實現(xiàn)1秒定時；用定時器/計數(shù)器1作為計數(shù)器，對輸入的脈沖進行計數(shù)。

當按動開關時，開始定時及計數(shù)，時間到停止計數(shù)，計數(shù)值通過數(shù)碼管顯示，得到頻率值。

2.2

C8051F330定時器

C8051F33x內(nèi)部有4個16位計數(shù)器/定時器：其中兩個與標準8051中的計數(shù)器/定時器兼容，另外兩個是16位自動重裝載定時器，可用于ADC、SMBus或作為通用定時器使用。定時器0和定時器1可以工作在計數(shù)器方式。當作為計數(shù)器使用時，在為定時器所選擇的輸入引腳（T0或T1）上出現(xiàn)負跳變時計數(shù)器/定時器寄存器的值加1。對事件計數(shù)的最