基于MSP430的低频频率测量计

技术应用・　基于ＭＳＰ４３０的低频频率测量计　陈文奇　丛　超（西安石油大学，陕西西安７１００００）　摘要：本文主要通过运用单片机定时器的捕获功能，采用测量脉冲周期的方法，通过相应计算，测量出３５—５４Ｈｚ低频信号的频率，误差范围　控制在０．６％以内。　关键词：ＭＳＰ４３０单片机；捕获；低频测量　随着电子技术的飞速发展，单片机的功能也越来越丰富。　由于它具有高性能，价格低，体积小等优势，已经被广泛的运用　于各种仪器仪表系统中。　测量的最大的信号周期ＴＭＡＸ为　１　６５５３５　１测量原理　本设计所用单片机为ＴＩ公司生产的ＭＳＰ４３０Ｆ１４９，它是一种　ｆ，　开始、　——厂　超过此周期的低频信号　测不能用此方法测量。软件设　超低功耗处理器，常用于便携式仪器仪表的设计中。它具有两　个定时器，即定时器Ａ和定时器Ｂ，均有强大的中断功能。通过设　置相应的寄存器，使定时器Ａ工作在上升沿捕获模式，且计数方　式为增计数模式，就能测量出信号周期　具体方法是：在第一次　上升沿到来时，定时器Ａ开始计数，第二次上升沿到来时，停止　计数。定时器Ａ的计数值ｘ就是两个上升沿之间的时间值。若定　时器计数的时钟选择为３．６８６４ＭＨｚ，则测量到的信号周期Ｔ为　Ｔ＝　・———二—．Ｓ　３．６８６４×１０。　那么对应的频率ｆ为　１　ｆ＝－＝－　２系统设计　２．１硬件设计　如图１所示，为ＭＳＰ４３０单片机的最小系统，外部时钟选择　３．６８６４ＭＨｚ。引脚１３作为低频信号的输入口。由于ＭＳＰ４３０的数字　￡篓当寓　盅葛　霜寄是　ＭＳＰ４３０Ｆ１４９　图１硬件连接图　信号为３．３Ｖ逻辑，因此外部进入的低频信号也应使３．３Ｖ逻辑。　若高电平超过这个值，则有可能烧坏单片机。　２．２软件设计　在软件设计过程中，需要注意的是定时器ＡＩ作时钟的选　择。若选择的时钟太慢，而所测脉冲频率太快，就会导致漏掉　脉冲，导致测试结果出现错误。因此时钟的选择就显得格外重　要。同时，考虑到计数器Ａ最大计数为６５５３５，因此运用此方法能　计流程如图２所示。　Ｊ选毪　ｆ　为主时钟　Ｉ振ｆ　３实验结果及结论　‘　、‘　。　工　实验采用信号发生器输　ｌ堡　・功能　要Ｉ　出相应频率到Ｉ／……　……　０口Ｐ１．２，高　，上升沿捕获Ｊ　’　———Ｔ——一　电平为＋３ｖ，低电平为０Ｖ。　疆百雨丽　从实验结果可以看出，　Ｌ—　所测低频信号与理论值的误　／，　上　＞——　否　ｌ高差均在０．６％以内，精确度比较　。由于定时器工作时钟为　３．６８６３ＭＨｚ，若测量３．６８６４ＭＨｚ　ｌ　启动定时器Ａ　Ｉ　以上的频率，则出现错误。因　１一此，此方法仅适合低频频率　—＜　是否再次有上升沿？～——＼土　　一　ｌ二＝＝＝否—　率，则应选用其它方法。ｒ的测量。若要测量更高的频　…一……一～　……’　——工一　［参考文献］　ｌ读出定时器Ａ的值ｘ　ｌ　［１］沈建华，杨艳琴・ＭｓＰ４３０系列　ｒ　＂．士－－　　霎盏盍　…．　。　率　测量系统中的应用［Ｊ］．国外电子　—＝　—　元器件，２ｏ０７年第５期：２７－３０．　表一３５—５４Ｈｚ频率测试实验结果　理论频率　１０次平均实测周期　相应频率　绝对误差　相对误差　（Ｈｚ）　（ｍｓ）　（Ｈｚ）　（ｍＳ）　３５　２８．７１　３４．８３　０．１７　０．００４８２７　３６　２７．９１　３５．８３　０．１７　０．００４７３７　３７　２７．１６　３６．８２　Ｏ．１８　０．００４８９６　３８　２６．４４　３７．８２　０．１８　０．００４６９８　３９　２５．７６　３８．８２　０．１８　０．００４６ｌ９　４０　２５．１２　３９．８１　０．１９　０．００４７７７　４１　２４．５１　４０．８０　０．２０　０．００４８８６　４２　２３．９２　４１．８１　Ｏ　１９　０．００４６１９　４３　２３．３６　４２．８１　Ｏ．１９　０．００４４６　４４　２２．８４　４３．７８　０．２２　０．００４９３６　４５　２２．３３　４４．７８　Ｏ．２２　０．００４８２７　４６　２１．８４　４５．７９　０．２１　０．００４６１９　４７　２１．３８　４６．７７　Ｏ．２３　０．００４８３６　４８　２Ｏ．９４　４７．７６　０．２４　０．００５０９４　４９　２Ｏ．５１　４８．７６　Ｏ．２４　０．００４９６５　５０　２０．０９　４９．７８　Ｏ．２２　０．００４４８０　５１　ｌ９．６９　５０．７９　０．２１　０．００４１７３　５２　１９．３２　５１＿７６　０．２４　０．００４６１９　５３　１８．９７　５２．７１　Ｏ．２９　０．００５３８１　５４　ｌ８．６１　５３．７３　０．２７　０．００４９１６