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點，因此許多非頻率量的傳感信號都轉換為頻率量來進行測量和處理。因此頻率測量方法愈來愈引起關注和研究。

頻率測量是測量和控制系統領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程中需要一個時基信號作為測量信號頻率的時基。時基信號一般是由本機振蕩電路發生的，盡管現在多用石英晶體振蕩器，但是仍然不能保證時基信號的精度,因此頻率計的測量精度也就成了問題。傳統的頻率測量方法有兩種[1]：一種是測頻法,在一定時間間隔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,在被測信號的一個周期內測出標準高頻信號f的個數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，通過捕獲脈沖信號的下降沿，由定時器計數，通過二次計數的差值便能得到脈沖信號的周期，進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是：

（1）模擬電路部分的設計，其功能是進行信號的轉化。交流信號通過整流橋、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，其功能是進行信號的檢測。MSP430單片機內部的16位定時器A具有脈沖捕獲功能，能將脈沖信號的占空比檢測出來。

圖1為它的基本結構圖。

圖1 系統的基本結構