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1、等精度頻率計(jì)等精度頻率計(jì)電設(shè)24組張?zhí)炖卩嵭l(wèi)堂徐濟(jì)乾摘要:本文設(shè)計(jì)的頻率計(jì)將8051微處理器的智能特性與數(shù)字邏輯器件相結(jié)合,采用硬件邏輯與軟件指令巧妙配合的智能閘門控制方式,實(shí)現(xiàn)了0.1~10MHz范圍內(nèi)的等精度無檔切換測(cè)量功能,精度可達(dá)0.0001。關(guān)鍵詞:等精度;高精度;頻率計(jì);智能儀表。二實(shí)驗(yàn)原理二實(shí)驗(yàn)原理1測(cè)量頻率的工作原理將兩個(gè)T/C通道都設(shè)置為計(jì)數(shù)器方式,其中由記數(shù)器1對(duì)標(biāo)準(zhǔn)2M脈沖(從單片機(jī)8051的ALE腳引出)經(jīng)兩片7
2、4LS161芯片進(jìn)行32分頻后由CPU的T/C1通道進(jìn)行記數(shù);待測(cè)信號(hào)經(jīng)74LS161芯片進(jìn)行256分頻后,經(jīng)二選一通道選擇器后由CPU的T/C0通道進(jìn)行計(jì)數(shù)。閘門開通期間兩計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù),而關(guān)閉期間停止計(jì)數(shù)。如果設(shè)各通道計(jì)數(shù)滿產(chǎn)生的中斷次數(shù)分別為v和w,外部分頻計(jì)數(shù)器結(jié)果為nbz和ncs,設(shè)通道1計(jì)數(shù)結(jié)果為mbz,通道0計(jì)數(shù)結(jié)果為mcs,則標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的計(jì)數(shù)脈沖累計(jì)結(jié)果為:mbz=v6553632TH025632TL032mbz=v655
3、3632TH025632TL032nbznbz待測(cè)信號(hào)經(jīng)過分頻和未經(jīng)分頻的的計(jì)數(shù)脈沖累計(jì)結(jié)果為:mcs=w65536256TH065536TL0256ndc(經(jīng)過分頻)mcs=w65536TH0256TL0(未經(jīng)分頻)而實(shí)際上,當(dāng)高頻信號(hào)產(chǎn)生中斷的時(shí)候就立刻終止計(jì)數(shù),因此待測(cè)信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生中斷,故待測(cè)信號(hào)經(jīng)過分頻和未經(jīng)分頻的的計(jì)數(shù)脈沖累計(jì)結(jié)果也可以寫成:mcs=TH065536TL0256ndc(經(jīng)過分頻)mcs=TH0256TL0(未經(jīng)
4、分頻)因標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率為2MHz,故可計(jì)算出待測(cè)信號(hào)的頻率為:F=(mcs/mbz)2000000Hz2提高精度的工作原理提高頻率測(cè)量精度的關(guān)鍵因素是保證閘門的開啟與關(guān)閉必須與被測(cè)信號(hào)保持嚴(yán)格的同步,即在被測(cè)信號(hào)某一周期的上升沿(或下降沿)開啟閘門,而在另一周期的上升沿(或下降沿)關(guān)閉閘門,這樣才能確保采樣一個(gè)或幾個(gè)完整的信號(hào)周期,這一點(diǎn)對(duì)于低頻段尤為重要。采樣一個(gè)完整周期的示意圖如圖一所示。圖一采樣一個(gè)完整周期示意圖本系統(tǒng)通過D觸發(fā)器、
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