市電頻率實時監測器的設計與實現

3 系統軟件設計
單片機T1定時／計數端接收到5V方波檢測信號需采用軟件來進行頻率的測定。初始設置單片機定時／計數器工作方式為：T1為計數器，計數個數為1，脈沖信號來自單片機外部；T0為定時器，定時時間T=200 ms，定時信號是單片機的內部時鐘信號。方波下降沿時同時打開計數器和定時器，定時結束時優先產生中斷，為避免檢測信號計數多一少一的誤差，將定時作延時調整，等待檢測信號計數完整，此延時時間為t，計數個數為N。即通過內部軟件記錄下N-1個周期方波時間為T+t，可計算市電頻率為f=(N-1)／(T+t)。再由單片機將數據送到顯示部分電路，則可讀取電網電壓的頻率，電網電壓頻率顯示大約250 ms更新一次。軟件的系統框圖如圖5所示。

4 測試結果
在某日下午3點在線檢測市電頻率，每隔1 min測試一個數據，所得數據如表1所示。

同時對市電降壓后使用Agilent 54642D示波器抓取市電頻率用以比對測試結果，其中兩個典型頻率如圖6所示。測試數據表明，監測器的測試精度達到0．01 Hz。

5 結語
通過對該課題的研究，成功設計出一種基于單片機的市電實時監測器，其測試精度達到0．01 Hz，具有原理簡單、性價比高、操作簡單等特點。該監測器通過準確的編程，最終實現了市電頻率的實時檢測。單片機完成波形頻率的檢測后，將數據進行處理并通過LED數碼管顯示出來，使系統更加的人性化。