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单片机测频率信号的参数分析

时间：2022-05-26 01:49:23 其他范文收藏本文下载本文

单片机测频率信号的参数分析（精选6篇）由网友“重生成比格犬”投稿提供，以下是小编精心整理的单片机测频率信号的参数分析，希望对大家有所帮助。

单片机测频率信号的参数分析

篇1：单片机测频率信号的参数分析

单片机测频率信号的参数分析

摘要：针对MCS---51、98系列单片机定时/计数器的工作特点，本文通过对频率信号的分析，对不同参数的信号提出了不同的方法，通过分析阐明了方法的模块性规律，系统地解决了用单片机测频率这一类问题。

关键词：单片机频率频率的特征参数

1．引言

无论何种类型的信号，连续的或离散的，有规律的或无规律的，对计算机控制系统而言，首先得通过前向通道的调理，使信号能够被机器所检测：高低电平的范围，时序的配合、是否需要锁存、是否需要分频等等。

测速、测V/I、测相位等一般都要用到频率信号，特别是在工业控制中。很多变送器如电压、电量变速器，功率、行程变速器等都有频率信号或者说脉冲信号的输出。频率信号抗干扰性能好，适于远距离传送，并且频率信号所需的接口简单，占用资源少，一般它只占用一路计数器接口直接进行计数或一个中断源输入接口，在中断服务程序中对脉冲进行计数，当然也可利用外部计数装置输入若干路通用I/O接口中。

总之频率信号的测量具有灵活的输入方式，对频率信号的各种参数的测量有重要的意义。频率参数主要包括周期、高低电平的持续时间以及占空比。

2．周期的测量

因为周期＝脉冲数/时间，为了计算出单位时间的脉冲数，首先要有一个时间基准。如果用单片机的定时器进行定时则直接接入单片机内的信号的最高频率取决于晶振频率，由于所测信号的每一个脉冲的高低电平要持续至少一个机器周期，即它的周期不得高于2倍的机器周期；另一方面，一个机器周期等于6个状态周期，一个状态周期等于2个晶振周期。故有：T待测<=24*T晶振。

2.1低频信号周期的测量接线示意图如图1，前端属于信号调理电路，工作原理是：用一个计数器，一个定时器，在设定的时间内对脉冲数进行累加；另一方法是一个定时器一个中断口，中断为下降沿触发，在中断程序中计数。

很明显，上述方法所得计数值会受到定时误差的影响；在精度要求高的场合可以用外接精密脉冲源的方法来规避此误差。即：使用外部脉冲进行比较计数时没有定时原因造成的误差。如图2。此时会有如下的关系式：F待测*COUNT标准=F标准*CONNT待测

2.2高频信号周期的测量，图3是一个典型的电路

这个电路中各部分的功能说明如下：

AD9686：将非TTL电平信号转变为TTL电平,属于前向调理电路。

累加器是二进制计数器，目的是对信号进行分频，MR为清零端。此处用了两种不同性能的计数器，即74LS197和74LS93。其中LS197是四位二进制计数器，最高计数频率100MHz，它可以进行16分频，如果根据单片机的主频计算分频后的频率仍然高于可测频则需继续分频，当然对后面的分频芯片的最高工作频率的要求可以降低。各管脚的输出为：

74LS197的'输出：74LS93的输出：

Q1:Fin的2分频Q2:Fin的4分频Q1:Fin的32分频Q2:Fin的64分频

Q3:Fin的8分频Q1:Fin的16分频Q3:Fin的128分频Q1:Fin的256分频

本电路采用硬件控制方式，门控位置”1”时，74LS00打开，待测脉冲与基准脉冲同时进入外部硬件计数器计数，延时一定时间后，门控位置0，停止计数，根据此时的计数值我们有如下关系式：COUNT待测/F待测＝COUNT基准/F基准根据需要可只将相应的分频管脚接入单片机内计数，也可采用I/O口全部读入各位分频脚的方法，由电路的结构，我们知道此电路有模块化的优点。

3脉冲高电平持续时间的测量

3.1当脉冲频率较高，每周期高电平时间较短，为了保证精度，需对N次高电平的时间值进行平均。接线和流程示意图如下：

3.2当脉冲频率较低时，意味着高电平持续时间较长，此时可用T0或T1的门控方式直接计数，为了防止从图5中的B点开始计数，此时有两种方法来减少误差：利用软件的方法：将待测信号经过一个非门接入中断口，在中断程序中同时打开门控方式的定时，从而保证了从脉冲的上升沿开始计数；也可用硬件方法确保从A点开始，这种方法说明如下，采用图6的JK触发器电路，当Fin的下降沿到来时，C点电位为高，送入INT0的为低电位。

上述方法如果高电平时间超过了65535个计数值，则应对TF0标识进行判别来扩大计数量程。

很显然，只要脉冲信号取反输入，我们就能得到其低电平持续时间的测量方法，此不多述。

48098系列单片机的应用

利用定时器计数，测脉冲的宽度。这种方法和上面的相似：通过检测引脚的上跳变开中断，同时记录该时刻值T1，通过检测引脚的下跳变关中断，记录该时刻的时刻值T2，T2减T1加上中断记录的中断次数对应的时间就等于一个周期内高电平的持续时间。

有特色的是使用8098中的HSI部件（高速输入通道）。通过引脚输入脉冲信号，同时可以以四种工作方式：正跳变、负跳变、正负均跳变、每8个正跳变触发一次的方法记录事件发生的时刻，而不占用CPU的时间。由于事件发生的时间以定时器T1作为时间基准，T1又是每8个状态计数一次，每个状态周期是晶振周期的3分频，所以正负电平持续的时间均应大于12倍的晶振周期。当频率过高时可以8分频测频，频率可以直接测量时可用两个HIS引脚输入同一信号，分别记录正跳变、负跳变时刻以及周期个数从而算出脉冲周期、正电平时间、负电平时间，进一步算出占空比。

5结论

用单片机测频，关键在于分频、同步、计数量程这几点；前述的方法，计数口和外部中断口可互换使用，只是计数的实现不同，这要求输入的方式做响应的变化；测出了脉冲信号的高低电位时间就可以利用单片机的运算功能测占空比。

篇2：单片机测频率信号的参数分析

单片机测频率信号的参数分析

关键词：单片机频率频率的特征参数

1．引言

无论何种类型的信号，连续的`或离散的，有规律的或无规律的，对计算机控制系统而言，首先得通过前向通道的调理，使信号能够被机器所检测：高低电平的范围，时序的配合、是否需要锁存、是否需要分频等等。

总之频率信号的测量具有灵活的输入方式，对频率信号的各种参数的测量有重要的意义。频率参数主要包括周期、高低电平的持续时间以及占空比。

2．周期的测量

2.2 高频信号周期的测量，图3是一个典型的电路

这个电路中各部分的功能说明如下：

AD9686：将非TTL电平信号转变为TTL电平,属于前向调理电路。

[1] [2] [3]

篇3：全站仪精测频率分析与检测

全站仪精测频率分析与检测

全站仪是野外测绘应用最为广泛的一种测量仪器,其测量精度的高低会直接影响到测绘成果的`质量,影响全站仪测距精度的因素很多.在这里主要通过对全站仪精测频率的分析和检测,来测定其频率的准确度对测距精度的影响.

作者：董刚王海芹作者单位：董刚(青海省测绘产品质量监督检验站)

王海芹(青海省基础地理信息中心,青海西宁,810001)

刊名：青海国土经略英文刊名：QINGHAI GUOTU JINGLUE 年，卷(期)： “”(4) 分类号：关键词：全站仪测频误差原理性误差

篇4：基于单片机的脉冲信号采集与处理分析论文

单片机应用系统是通过核心CPU设备来显示工业领域各个设备环节的系统。单片机的应用程序比较复杂，现代经济的发展对单片机的应用提出了更高的要求，特别在当下机械加工、化工和石油工程等多个领域，对单片机的各种性能要求十分高。而在我省工业自动化控制领域中，缺乏相应的单片机技术体系，难以满足当下工程的数据采集、计算机处理应用、数据通信等方面的需要。为了确保工业自动化控制模式的正常开展，实现机械应用与计算机应用技术的协调发展，可通过优化单片机内部结构程序或使用内部倍频技术和琐相环技术等，达到提升其运算和内部总线速度的目的。

篇5：基于单片机的脉冲信号采集与处理分析论文

1.1单片机模拟信号采集

单片机系统采集器的信号有模拟电压信号、PWM信号和数字逻辑信号等，其中，应用较广泛的是模拟信号采集。模拟信号指的是电压和电流，采用的处理技术主要有模拟量的放大和选通、信号滤波等。因为单片机测控系统有时需要采集和控制多路参数，如果对每条路都单独采用一个较为复杂且成本较高的回路，就会对系统的校准造成较大影响，几乎不能实现。因此，可以选用多路模拟开关，方便多种情况下共用。但在选择多路模拟开关时，要注意考虑通道数量、数漏电流设计、切换速度、通导电阻、器件封装、开关参数的漂移性和每路电阻的一致性这几点。信号滤波是为了减少或消除工作过程中的噪声信号，滤波常用的有模拟滤波电路和数字滤波技术，后者在单片机系统中发展较快。

1.2随机脉冲信号采集卡的设计

随机脉冲信号采集卡的硬件组成主要有输入输出接口、单片机运行和控制、复读采集和控制、信号重放和主机接口控制这五个电路模块。该系统的`主要硬件电路包括单片机主系统中的随机脉冲放大和限幅电路、脉冲幅度、脉冲宽度测量电路、高速信号采集、存储电路以及由EPLD等构成的控制信号电路等。单片机除了负责随机脉冲信号的采集以外，还要将相关的数据与随机脉冲数据组织成一个完整的信号数据结构。

1.3单片机脉冲信号采集优化模式

单片机脉冲信号的采集应用必须要做好相关软硬件的应用、采集模式等的剖析准备工作。在硬件系统中，需要主机板与接口板设备的配合。在应用软件子系统过程中，要采用模块化分区结构，确保脉冲信号的有效采集和处理。在单片机脉冲信号采集过程中，要注重对单片机CPU的选择，确保其与接口板等设备相协调。优化编制程序结构，使其满足脉冲信号采集的需求。例如SOC单片机嵌入系统，该系统的应用效果良好，是单片微控制器设备的延伸。采集单片机脉冲信号时，需要单片微控制器的配合，才能应用多个微处理器协调接口板，实现CCL信号、信号、t信号等的应用。该模式要求单片机具有运作速度快、功耗成本低、处理效率高等特点，同时，要为软件系统的运行提供稳定的工作环境，实现单片机脉冲信号采集的优化，并确保整体系统硬件功能的正常使用。在对单片机脉冲信号采集模式进行优化设计时，要掌握硬件的运行环境。在脉冲信号采集处理过程中，要保障单片机应用系统的自检模式、加源刻度模式等各个模块的协调统一配合，保证软件系统中不同软件模块之问的正常运行，实现人机对话模式的优化。通过优化模块结构应用，实现综合运作效益的提升。通过对CCL信号的处理和对输出模块的分析，实现对周期性脉冲信号数据的收集和模拟量数据的输出。在该模式中，信号是一种随机信号，通过数字滤波技术中的中值滤波技术、加权滤波技术等的应用，获取有效、准确的数据并消除误差，提升薄层分辨能力。在系统试调中，要确保软硬件之问的有效适配，确保其调试环节的协调，满足系统各功能需求，实现对单片机脉冲信号的有效采集和处理。

2单片机脉冲信号测量

2.1单片机脉冲信号测试仪

以单片机为核心的脉冲信号参数测试仪和控制装置，具有体积小巧、便于携带、可拓展性较强的特点。例如C8051F340单片机，此种单片机具有较强大的集成模块功能，简化了硬件电路设计。该测试仪主要包括显示模块、单片机模块、按键模块、电源模块和信号调理电路模块，软件采用C51语言编程，主要由主程序、按键子程序、信号采集子程序、信号处理子程序、液晶显示程序和中断子程序等部分组成。此种单片机具有丰富的中断资源，外部中断和定时器溢出中断子程序可完成电压值、周期、频率和占空比的测量。

2.2单片机脉冲信号测量采集方法

单片机脉冲信号的测量采用高电平宽度的方法，将四位数码管用于显示正脉宽度，利用单片机外中断INT 1和定时器TI配合测量得出外脉冲高电平持续时问。当ITN1脚出现下降时，进入INT 1中断服务程序来判断脉冲位置。如果是第一个脉冲，则打开计数器T1的开关;否则，关闭T1开关。T1等到P3.4脚出现高电压时开始计数。主函数在关闭TI的情况下读取TI计数值，并送达四位数码管显示。例如AT89C51单片机脉冲信号的测量，脉冲信号测量仪用来测量脉冲的宽度、频率等参数，主要由单片机、晶振电路设计、显示电路设计和复位电路设计几个部分构成。AT89C51具有低耗能、高性能且经济的微处理器，与MCS51的指令设置和芯片引脚可相互兼容。电路设计在外围接一个晶振和一个复位电路，然后给单片机接上电源和接地就可开始工作。在单片机运行工作中，时钟电路在脉冲信号的测量中十分重要，各个部件的运行都以时钟频率为基准。利用时钟电路提高单片机的时钟信号，利用复位电路提高单片机的电平复位信号，显示电路可显示当前测量的脉冲宽度，按键电路负责测量脉冲信号。

篇6：癫痫EEG信号相空间重构参数的计算和分析

癫痫EEG信号相空间重构参数的计算和分析

根据癫痫发作过程中,EEG信号表现出来的'发作间期和发作期2种不同的状态,通过分析发现在该过程中大脑动力系统存在不同的动力学嵌入空间,存在不同的吸引子.还应用伪邻点法、互信息法和C-C方法进行了推导和仿真,对2种不同状态进行相空间重构,确定了癫痫病人不同状态EEG不同吸引子的参数,并在此基础上提出了若干新的见解.

作者：周毅赵怡解玲丽周列民陈子怡 ZHOU Yi ZHAO Yi XIE Ling-li ZHOU Lie-min CHEN Zi-yi 作者单位：周毅,ZHOU Yi(中山大学中山医学院生物医学工程系,广东,广州,510080;中山大学数学与计算科学学院,广东,广州,510275)

赵怡,解玲丽,ZHAO Yi,XIE Ling-li(中山大学数学与计算科学学院,广东,广州,510275)

周列民,陈子怡,ZHOU Lie-min,CHEN Zi-yi(中山大学附属第一医院神经内科,广东,广州,510080)

刊名：中山大学学报（自然科学版） ISTIC PKU英文刊名：ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI 年，卷(期)：2007 46(3) 分类号：O19 R741.044 关键词：混沌癫痫 EEG 相空间重构

★ 大型导弹测试系统通用信号调理平台的设计

★ 合同比对