一種基于單片機的交流頻率檢測系統

1 引言

由于頻率信號具有抗干擾性強、易于傳輸、測量準確度較高等優(yōu)點(diǎn)，因此許多非頻率量的傳感信號都轉換為頻率量來(lái)進(jìn)行測量和處理。因此頻率測量方法愈來(lái)愈引起關(guān)注和研究。

頻率測量是測量和控制系統領(lǐng)域的最基本測量之一。當今用的最多的測量信號頻率的儀器是頻率計，由于頻率計在測量過(guò)程中需要一個(gè)時(shí)基信號作為測量信號頻率的時(shí)基。時(shí)基信號一般是由本機振蕩電路發(fā)生的，盡管現在多用石英晶體振蕩器，但是仍然不能保證時(shí)基信號的精度,因此頻率計的測量精度也就成了問(wèn)題。傳統的頻率測量方法有兩種[1]：一種是測頻法,在一定時(shí)間間隔T內測出待測信號重復變化次數N，頻率即為 ；另一種方法是測周法,在被測信號的一個(gè)周期內測出標準高頻信號f的個(gè)數N，則被測頻率 。

本文介紹了一種測寬法[2]，借助光電耦合原理，將交流信號轉變成周期脈沖信號，通過(guò)捕獲脈沖信號的下降沿，由定時(shí)器計數，通過(guò)二次計數的差值便能得到脈沖信號的周期，進(jìn)而可以計算出所測交流信號的頻率。

2 硬件電路設計

硬件電路完成的任務(wù)是：

（1）模擬電路部分的設計，其功能是進(jìn)行信號的轉化。交流信號通過(guò)整流橋、光電耦合器等模擬器件便能得到周期脈沖信號。

（2）數字電路部分的設計，其功能是進(jìn)行信號的檢測。MSP430單片機內部的16位定時(shí)器A具有脈沖捕獲功能，能將脈沖信號的占空比檢測出來(lái)。

圖1為它的基本結構圖。

圖1 系統的基本結構