基于Atmega32芯片利用Timer1的捕捉功能实现高精度方波频率测量(10-400Hz)
一种基于STM32的等精度频率测量方法[发明专利]
![一种基于STM32的等精度频率测量方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d9633e0a524de518974b7da4.png)
专利名称：一种基于STM32的等精度频率测量方法专利类型：发明专利
发明人：张中飞,宣晓刚,姚敏强,李拉兔,郭暄
申请号：CN202011555226.X
申请日：20201224
公开号：CN112730979A
公开日：
20210430
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于频率测试技术领域，涉及一种基于STM32的等精度频率测量方法，所述测量方法采用MCU自带的PWM模块产生一个可控软件闸门，设置可控闸门的时间为N个被测信号周期时长，在闸门时间内通过MCU自带计数器同步采集标准信号和被测信号；进而计算得到被测信号的频率值；实现了无软件中断干预的高速高精度频率采集，电路结构简单，低成本，高精度的频率采集。
申请人：太原航空仪表有限公司
地址：030006 山西省太原市2号信箱型号业务部
国籍：CN
代理机构：中国航空专利中心
代理人：孟庆浩
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基于单片机的数字频率计的设计与实现
基于单片机的数字频率计的设计与实现摘要随着电子信息产业的发展，信号作为其最基础的元素，其频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要，而且需要测频的范围也越来越宽。
传统的频率计通常采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品不但体积较大，运行速度慢，而且测量范围低，精度低。
因此，随着对频率测量的要求的提高，传统的测频的方法在实际应用中已不能满足要求。
因此我们需要寻找一种新的测频的方法。
随着单片机技术的发展和成熟，用单片机来做为一个电路系统的控制电路逐渐显示出其无与伦比的优越性。
本文阐述了以AT89C51单片机为控制器件的频率测量方法，并用汇编语言进行设计，采用单片机智能控制，结合外围电子电路，用以实现高低信号频率的测量。
本文设计的是一个简易数字频率计，被测信号可以是正弦波、三角波、方波。
首先，我们把待测信号经过放大整形;然后把信号送入单片机的定时计数器里进行计数，获得频率值;最后把测得的频率数值送入显示电路里进行显示。
本文从频率计的原理出发，介绍了基于单片机的数字频率计的设计方案，选择了实现系统得各种电路元器件，并对硬件电路进行了仿真。
关键词单片机;频率计;测量-Design and implementation of Digital FrequencyMeter Based on Single Chip MircrocomputeAbstractAlong with the development of electronic information industry, signal as the basic elements, the frequency measurement in scientificresearch and practical application is increasingly important, but also need the scope of frequency measurement is becoming more and more wide. The traditional frequency plan usually adopts combinational circuits and the sequential circuits of the hardware circuit structure, product not only large size, speed is slow, and measuring range, and low accuracy of low. Therefore, as for frequency measurement requirements, thetraditional method of frequency measurement in practical application already cannot satisfy requirements. Therefore, we need to find a new measuring method of frequency. Along with the development of technology and mature, use a singleship as a circuit system of control circuit shown its incomparable advantages.In this paper, with AT89C51 microcontroller to control the frequency of measurement devices and assembly language design, intelligent control using single chip, combined with the external electronic circuit, can be high and low frequency measurements. This paper designs a simple digital frequency, the measured signal can be sine wave , square wave. Firstly, the rectangular pulse, which the measured signal is amplified and reshaped, is used as control throttle valve. Then, the frequency counter counts the number of the periods using the internal timer/counter of signal is chip so as to gain the frequency value of measured signal. Finally, the frequency value of measured signal is displayed through static display circuits.From the analysis of theory, and introduces the digital frequency plan based on single chip design, selection of the system, and have all kinds of circuit components of hardware circuit simulaion.Keywords Micor- computer;Frequency;Measure-目录摘要...... ................................................................. (I)Abstract ........................................................... .. (II)第1章绪论 ..................................................................... .. (1)1.1 课题背景 ..................................................................... . (1)1.2 单片机的发展及特点 ..................................................................... .................1 1.3 频率计的基础知识 ..................................................................... .....................1 1.4 论文研究内容 ..................................................................... .............................2 第2章单片机简介及方案论证 ..................................................................... ...........3 2.1 AT89C51单片机简介 ..................................................................... ..................3 2.1.1 单片机及其引脚说明 ..................................................................... ...........3 2.1.2 AT89C51的定时/计数器原理 (5)2.1.3 定时/计数器的工作模式 ..................................................................... (6)2.1.4 定时,计数器的特殊功能控制寄存器 (6)2.1.5 定时,计数器(T0,T1)的控制寄存器 (7)2.2 数字频率计设计的几种方案 ..................................................................... (8)2.3 几种方案的优劣讨论 ..................................................................... .................8 2.4 本次设计采用的方案 ..................................................................... .................9 2.5 本章小结 ..................................................................... .....................................9 第3章系统硬件设计 ..................................................................... ........................ 10 3.1 数字频率计工作原理及结构框图 (10)3.1.1 一般数字式频率计的原理 ......................................................................10 3.1.2 基于单片机的数字频率计原理 .............................................................. 10 3.2 电路原理图 ..................................................................... ............................... 11 3.3 放大整形电路 ..................................................................... ........................... 11 3.3.1 放大整形电路的必要性 ..................................................................... ..... 11 3.3.2 放大整形电路的原理 ..................................................................... ......... 11 3.4 分频电路 ..................................................................... ................................... 15 3.4.1 分频电路介绍 ..................................................................... .................... 15 3.5 四选一电路 ..................................................................... ............................... 16 3.6 显示电路 ..................................................................... ................................... 17 3.6.1 显示原理 ..................................................................... ............................ 17 3.6.2 显示电路图 ..................................................................... ........................ 19 3.7 本章小结 ..................................................................... ................................... 20 第4章系统软件设计 ..................................................................... ........................ 21 4.1 软件流程图 ..................................................................... ............................... 21 4.2 测频软件实现原理 ..................................................................... . (21)-4.3 几个重要的分程序 ..................................................................... ................... 22 4.4 本章小结 ..................................................................... ................................... 23 结论 ..................................................................... ..................................................... 24 致谢 ..................................................................... ..................................................... 25 参考文献 ..................................................................... ............................................. 26 附录A ...................................................................... ................................................ 27 附录B ...................................................................... ................................................ 33 附录C ...................................................................... ................................................ 39 附录D ...................................................................... (40)第1章绪论1.1 课题背景在电子技术中,频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关，,因此频率计在教学、科研、测量仪器、工业控制[1]等方面都有较广泛的应用。
基于TM4C123系列单片机的频率测量系统设计
基于TM4C123系列单片机的频率测量系统设计作者：钱鑫洪来源：《科技视界》2017年第26期【摘要】随着电子技术的不断发展，对精确的频率测量提出了越来越高的要求。
TM4C123系列单片机是由ARM公司推出的基于ARMv7架构的高性能、低功耗32位处理器，具有高效的信号处理及浮点运算功能。
设计基于TM4C123单片机的频率测量系统，通过周期性矩形脉冲产生的上升沿或下降沿中断来捕获相关的频率信息。
具有结构简单、测量精度高、系统成本低等优点。
【关键词】频率测量;TM4C123;单片机中图分类号： F426.63 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）26-0037-002Design of Frequency Measurement System Based on TM4C123 MicrocontrollerQian Xin-hong（Zhejiang University Tongji University， Jiaxing Zhejiang 314051，China）【Abstract】With the continuous development of electronic technology， more and more high requirements are put forward for accurate frequency measurement. The TM4C123 family of microcontrollers is a high-performance， low-power， 32-bit processor based on the ARMv7 architecture from ARM Corporation with efficient signal processing and floating-point arithmetic. The frequency measurement system based on TM4C123 is designed to capture the relevant frequency information by the rising or falling edge of the periodic rectangular pulse. Has the advantages of simple structure， high measurement accuracy， low system cost.【Key words】Frequency Measurement; TM4C123; SCM频率测量系统主要有外围辅助模块和单片机主控模块两部分组成。
STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量解析
STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量解析脉冲宽度测量是一种常见的电子测量技术，它可以用来测量脉冲信号的时间间隔，常用于测量脉冲频率、PWM信号的占空比以及其他与时间相关的信号参数。
在STM32微控制器中，捕获功能可以使用定时器外设来实现。
定时器可以产生定时中断或者触发其他外设，同时，它还可以配置为捕获模式，以测量脉冲信号的时间间隔。
在使用STM32捕获功能进行脉冲宽度测量时，主要需要以下几个步骤：1.初始化定时器：选择合适的定时器外设，并根据具体需求配置计数模式、时钟源以及预分频系数。
需要注意的是，定时器的时钟源和预分频系数会影响测量的时间分辨率。
2.配置捕获模式：选择合适的输入通道，并配置捕获模式为边沿对齐模式或中心对齐模式。
边沿对齐模式适用于测量脉冲宽度，而中心对齐模式适用于测量脉冲间隔。
3.获取捕获值：在触发捕获事件时，通过读取捕获寄存器的值来获取脉冲宽度。
捕获值的单位由定时器的时钟源和预分频系数决定，通常为计数周期数。
4.计算脉冲宽度：根据捕获值和定时器的参数，可以计算出具体的脉冲宽度。
如果需要转化为实际的时间值，还需要考虑时钟源的频率和预分频系数。
在编写使用STM32捕获功能进行脉冲宽度测量的代码时，可以使用STM32Cube库或其他编写固件的开发工具。
以下是一个简单的示例代码：```c#include "stm32f4xx_hal.h"TIM_HandleTypeDef htim;void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)if (htim->Instance == TIM1) { // 根据实际情况修改定时器实例uint32_t captureValue = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);float pulseWidth = (float)captureValue / htim.Instance->ARR;//在这里进行脉冲宽度的处理}int main(void)HAL_Init(;SystemClock_Config(;__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(;__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM1;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);htim.Instance = TIM1;htim.Init.Prescaler = 0;htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;HAL_TIM_Base_Init(&htim);TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;sConfigIC.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;sConfigIC.ICFilter = 0;HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim, TIM_CHANNEL_1);while (1)//主循环}```上述代码在初始化后，通过HAL库函数配置了一个TIM1定时器通道1的输入捕获模式，并启动了中断。
atmega328p单片机原理
atmega328p单片机原理
ATmega328P是一款常用的8位单片机微控制器，在嵌入式系统
设计和开发领域广泛应用。
它由Atmel公司设计，具有高性能、低功耗、易于编程和扩展性强等优点，被广泛应用于各种电子设备中，如智能家居、智能穿戴、迷你机器人等。
ATmega328P单片机是基于Harvard架构的微处理器，具有32KB
的闪存程序存储器和2KB的SRAM数据存储器，以及1KB的EEPROM存储器，支持SPI、I2C、USART等多种通信协议。
它具有23个可编程
输入/输出引脚，包括14个数字输入/输出引脚和6个模拟输入引脚，还有一个复合输入/输出引脚。
ATmega328P单片机可以通过使用Arduino IDE等软件进行编程，以实现各种功能和应用。
它支持C语言和汇编语言编程，并且拥有丰富的编程库和示例代码，在编写程序时，可以直接调用库函数，简化开发流程。
除此之外，ATmega328P单片机还集成了许多硬件模块，如定时器、PWM、ADC、SPI、I2C、USART等，这些模块可以大大增强单片机的功能和性能，使得开发者可以快速构建各种电子设备。
总之，ATmega328P单片机是一款高性能、低功耗、易于编程和
扩展性强的微控制器，被广泛应用于各种嵌入式系统设计和开发领域。
有了它，开发者可以轻松地实现各种电子设备的功能和应用，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
- 1 -。
pwm输入捕获原理
pwm输入捕获原理PWM（Pulse Width Modulation）是一种通过改变信号的占空比来控制电压或电流的技术。
PWM输入捕获是指通过输入电路捕获并测量PWM信号的参数，如周期、占空比、频率等。
本文将详细阐述PWM输入捕获的工作原理。
首先，PWM信号是由高电平（高电压）和低电平（低电压）组成的周期性信号。
PWM输入捕获的原理就是利用外部硬件电路将这个周期性信号转换成时间间隔或频率。
常用的PWM输入捕获方法有两种：硬件计数器捕获和输入捕获/定时器（IC/Timer）捕获。
1.硬件计数器捕获硬件计数器捕获是指利用计数器来测量PWM信号的周期、占空比或频率。
计数器是一个递增计数的寄存器，在设定的时间基准下进行计数。
当捕获到一个PWM脉冲时，计数器的值就会被保存下来，然后根据这些值计算出具体的PWM参数。
具体步骤如下：1）初始化计数器，设置计数器的初始值为0。
2）设置计数器的时钟源和计数模式。
3）当捕获到一个PWM脉冲时，计数器停止计数，保存当前计数器的值。
4）根据计数器的值计算出PWM信号的参数，如周期、占空比或频率。
2. 输入捕获/定时器（IC/Timer）捕获输入捕获/定时器（IC/Timer）捕获是一种更高级的PWM输入捕获方法，它可以非常精确地测量PWM信号的参数。
这种方法利用了定时器和输入捕获模块来实现。
具体步骤如下：1）初始化定时器和输入捕获模块，设置定时器的时钟源和计数模式。
2）当捕获到一个PWM脉冲时，输入捕获模块记录下捕获脉冲的上升沿或下降沿的时间戳。
3）根据时间戳计算出PWM信号的参数，如周期、占空比或频率。
PWM输入捕获在实际应用中具有广泛的用途。
例如，它可用于测量电机的转速、计算电力质量参数、实现遥控器功能等。
由于能够精确地测量PWM信号的参数，因此PWM输入捕获常常被应用于需要高精度控制的系统中。
需要注意的是，在进行PWM输入捕获时，应根据实际需求选择合适的捕获模式、设置合适的输入电路和调整定时器的参数。
一种大学生寝室智能节电插线板
www�ele169�com | 77电子基础1 研制背景及意义现行市场上最热的智能插线板是小米插线板，其通过Wi-Fi 连接网络，通过小米的手机app 进行控制，他的自动关机功能类似手机自动关机，在app 上设定断电和通电的时间点。
但由于需要长时间连接Wi-Fi，小米智能插线板并不具有很好的节电功能。
本文提出一种基于Arduino 开发环境的针对大学生寝室的智能节电插线板设计方案。
该作品可以根据课表来智能控制插线板的断电和通电，由此来减少电器带来的电量消耗，从而实现节电这一目的。
此外，通过电流传感器，该作品还可以在不同负载情况下亮红、黄、绿三种颜色的灯，以此来提高使用者的节电意识。
经过对大学生进行问卷调查后发现，本作品在上课期间的断电功能还可以有效防止在上课期间因用电器故障而造成的火灾。
2 设计原理■2.1 系统组成图1 系统总体框架设计本产品由Arduino 控制板及外围电路、DS3231计时模块部分、电流传感器部分、继电器部分、RGB 三色灯部分、蓝牙通讯部分构成，外加插线板电路即构成智能节电插线板。
系统总体框架设计如图1所示。
课表时间通过蓝牙从手机传输并存储到Arduino 板中，Arduino 板根据从DS3231接收到的时间信息来与课表的时间信息进行比对，由此决定继电器开与合。
插线板在使用时，用电流传感器来检测插线板上的电流大小，根据电流计算出负载功率，Arduino 板根据功率的大小来选择提示灯的颜色。
■2.2 RGB 彩色提示灯发光原理RGB 是从颜色发光的原理来设计的，通俗点说它的颜色混合方式就好像有红、绿、蓝三盏灯，当它们的光相互叠合的时候，色彩相混，而亮度却等于三者亮度之总和，越混合亮度越高。
有色光可被无色光冲淡并变亮。
知道它的混合原理后，在软件中设定颜色就容易理解了。
红、绿、蓝三盏灯的叠加情况，中心三色最亮的叠加区为白色，加法混合的特点：越叠加越明亮。
红、绿、蓝三个颜色通道每种色各分为255阶亮度，在0时“灯”最弱——是关掉的，而在255时“灯”最亮。
STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量
STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量脉冲宽度测量是通过测量一个脉冲信号的高电平持续时间或低电平持续时间来获取其脉冲宽度的方法。
在STM32中，捕获功能可以通过输入捕获单元，结合计数器，实现对脉冲宽度的测量。
首先，我们需要配置STM32引脚为输入模式，将待测脉冲信号连接到该引脚上。
接下来，我们需要配置捕获单元和计数器。
捕获单元有多种模式可选，根据具体的需求选择适合的模式。
常用的模式有：1.输入捕获模式：用于测量脉冲的上升沿或下降沿的时间。
2.PWM输入捕获模式：用于测量脉冲信号的周期和占空比。
在本文中，我们将介绍如何使用输入捕获模式来测量脉冲宽度。
首先，我们需要配置计数器。
计数器用于计算脉冲信号的周期，可以选择16位或32位计数器，具体选择取决于需要测量的脉冲信号的频率。
配置计数器的时钟源和分频系数，以便适配脉冲信号的频率。
然后，将计数器进行清零。
接下来，我们需要配置输入捕获单元。
配置输入捕获模式和计数模式，以便捕获脉冲信号的上升沿或下降沿。
在每次捕获到脉冲信号的边沿时，输入捕获单元会自动将当前计数器的值保存到一个寄存器中，并将计数器清零。
我们可以通过读取寄存器的值来获取脉冲宽度。
在代码中，可以通过配置计数器、输入捕获单元和GPIO来实现脉冲宽度测量。
以下是一个基本的代码示例：```c#include "stm32fxxx.h"#include "stm32fxxx_gpio.h"#include "stm32fxxx_rcc.h"#include "stm32fxxx_tim.h"int main(void)//初始化GPIO和时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化定时器TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);//配置输入捕获单元TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection =TIM_ICSelection_DirectTI;TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);//启动定时器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);while (1)//等待输入捕获事件发生while (TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_CC1) == RESET);//读取输入捕获寄存器的值，即脉冲宽度uint16_t pulseWidth = TIM_GetCapture1(TIM2);//清除输入捕获事件标志位TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_CC1);}```上述代码示例使用了定时器2和GPIOA的0号引脚进行脉冲宽度测量。
用STM32触发捕捉实现高速高精度测频
ｃ ｏｕ ｎｔ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ａ ｒ ｅ ｃ ａ ｐ ｔ ｕｒ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｈ ａ ｎｎｅ ｌ ｌ ＇ ｓ ｃ ａ ｐｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｇ ｉ ｓ ｔ ｅ ｒ ＴＩ Ｍ ２ ＣＣＲ１．Ｉ ｎ ｏｒ ｄｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖｅ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ｏｆ ｔ ｈｅ ｅ ｎ ｔ ｉ ｒ ｅ ｐｒ ｏ ｇｒ ａ ｍ ，ｔ ｉ ｍｅ
Ｈ ｕａｎｇ Ｃｈｕｎｐｉ ｎｇ （Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｎｉ ｃ ａ ｎｄ Ｉ ｎｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ， Ｚｈ ｏｎ ｇｓ ｈａ ｎ Ｐｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｉ ｃ，Ｚｈｏ ｎｇ ｓ ｈａ ｎ ５２ ８ ４ ０４， Ｃｈｉ ｎａ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｕｓ ｅ ｓ ＳＴ Ｍ ３ ２ Ｆ１ ０３ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ０ ｎｔ ｒ ｏ １ ｌ ｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｃ ｈｉ ｅ ｖｅ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｓ ｐｅ ｅ ｄ，ｈ ｉ ｇ ｈ— ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏｎ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎｃ ｙ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐｌ ｅ ｓ ａ ｎｄ ｍｅ ｔ ｈ —
前预分频计数器 Ｐ Ｓ Ｃ — Ｃ ＮＴ 对 Ｃ Ｅ上 升 沿 进 行 上 行 计 数 ，
基于ATMEGA32单片机的三相网络电力仪表的研制
．
智 能 仪 器仪 表
基于 Ａ ＭＥ Ａ ２单片机 的三相 网络 电力仪 表 的研 制 Ｔ ３ Ｇ
叶 国 文
（ 丽水学院 电子信 息工程 系，浙 江 丽水 ３３０） ２００
［ 摘要］ 介绍 了以低功耗单片机 Ａ ＭＥ Ａ ２设计的三相 网络 电力仪表的设计原理、 Ｔ Ｇ ３ 硬件组成 、 软件设计、 测量功能。
２１信号的采样 ．
２１１电压 的采 样 ．．
作 者 简介 ： 国文 （９ ６ ） 男， 叶 １ ６ 一 ， 高级 工程 师， 事 电子信息、 从
自动化技术 的教 学、 究及应用工作 。 研
本 设计 采 用 电压互 感 器 １／ 电网 电压 （ ２ ０ ） 、将 如 ２ Ｖ 变
电工技术 ｌ ０ ７ｌ ０ ２ ８期 ｌ ３
进一步发展的趋势。随着电能计量芯片发展和完善 ，使
得 采 用 电能 计量 芯 片 和 ＭＣＵ设 计 的 多 功能 电子 式 电能
表不仅能实现电能表 的各种功能，而且具有精度高，功
能 扩展 方 便，软 件 易 实 现 等优 点 。本 课 题 正 是 基于 Ａ — Ｔ ＭＥ Ａ ２单 片 机和 ｒ７ ２ Ｇ ３ ＿ ０ ２计量 芯 片 相 结 合 而 研 制 的 ｒ
运输温度：一 Ｏ ＋ Ｏ ４ ～ ８ ℃；存贮和工作湿度：≤８ ％； ５
（） ９ 外形 尺 寸：９ ｍ ９ ｍｍｘ ４ ｍ； ６ ｍｘ ６ ８ｍ
（Ｏ 重量 ：约 Ｏ４ ｇ １） ．ｋ 。
２ 硬 件 系统 设计
硬 件系 统结 构示 意 图如 图 １ 。
收 稿 日期 ： ０ ７ ０ — ２ ２ ０ —４０
测 量 参 数精 度 技 术 指标 如表 １ 。测 量参 数 电流 、电 压 误 差 要 求 为 Ｏ２ 。分 析 计 量 芯 片 Ａ Ｔ ０ ２ 可 知 ： ． ％ Ｔ ７２Ｂ
基于ATmega32L单片机的语音采集系统设计及实现
ＷＭ８ ３ Ｌ 端 ， ＤＥ 引 脚 直 接 接 高 电 平 ， ７１ ＭＯ
ＷＭ８ ３ Ｌ控制 接 １ ７１ ５工作 于 ３线 （ Ｐ 兼 容 ） ＳＩ 模式 。
４ ２
睾ｌｌ —
２１ ０ ０年 第 １ ２期
Ａ ｍｅ ａ ２ Ｔ ｇ ３ Ｌ端 ．采 用普 通 数 据 口 Ｐ ０ Ｐ Ｂ 、Ｂ１和
制 接 口可 以对 ｗＭ８ ３ Ｌ内部 的 ｌ 个 寄 存 器进 行 ７１ １ 写 操作 ， 实现对 ＷＭ８ ３ Ｌ工作模 式 的控 制 ； ７１ 通过数
接 口工 作 在 ３线 （ Ｐ 兼 容 ） 式 下 时 ， Ｓ 引 脚上 ＳＩ 模 ＣＢ 的信 号 才有 实 际意 义 。在 ３线 模式 下 ， Ｓ Ｃ Ｂ信 号用
Ｐ ２模 拟 Ｓ Ｉ 口通信 ， Ｂ Ｐ接 完成 对 ＷＭ８ ３ Ｌ的控 制 ， ７１
其各 个 数 据 口的具 体 功 能 定 义如 下 ：Ｂ０定 义 为 帧 Ｐ 信 号 ， 定 时 输 出 上 升 沿 信 号 ， 此 信 号 将 触 发
（Ｉ ２ 、 Ｄ Ｎ（ Ｉ ３ 和 Ｓ Ｌ ＰＮ ４ 四 个 引 脚 ＰＮ２ ）Ｓ Ｉ ＰＮ２ ） Ｃ Ｋ（ Ｉ ２ ）
ＷＭ８ ３ Ｌ是 一款 功 能强 大 的立 体 声低 功 耗语 ７１ 音 编解码 芯 片 ， 工作 电压 为 ３３ ．Ｖ。该 芯片 具有 两个
组成 。ＷＭ８ ３ Ｌ控 制接 口的工 作模 式 有 ２线 和 ３ ７１ 线 （ Ｐ 兼 容 ） 种模 式 。用户 可 以通过 设 置 ＭＯＤ ＳＩ 两 Ｅ 引 脚 的状 态 对控 制 接 口的工 作模 式 进 行 选 择 。
关 键词 ＷＭ８ ３ Ｌ：ＡＴ ｇ ３ Ｌ；语 音 采 集 ７１ ｍｅａ ２
无 线传感 器 网络 ．作 为物 联 网的一个 重要 组成 部 分 ，在其 提供 的众多 服务 中语音服 务 占有举 足轻 重 的地 位 。 由于无 线传感 器 网络 的节 点通 常布 置在 无 人监 控 的环境 ， 采用 无线 传输方 式 ， 以这便 要 且 所 求 语音传 感器 节点 在保证 一定 音质 的前提 下 ，还 必 须 具备低 功耗 、 低传 输速率 等特 性 。 文主要 目的在 本 于使 用 ＷＭ８ ３ Ｌ和 ＡＴ ｇ ３ Ｌ搭 建 语 音 传 感 器 ７ １ ｍｅ ａ ２ 节 点 的语 音感 知平 台 ， 足上述 特性 。 满
基于ATmega32的遥控采摘机器人设计
实 判 断 。 出采 摘 命 ” 发 。这种 方 式 机 器 人 具 有 较 好 的 自动 识 别 的 能 力 ， 且 能 够 自动采 摘 ， 需 人 工 操 作 ， 农 业 机 器 人 并 无 是 最 理 想 的 方 式 ， 目前 相 关 技 术 不 够 成 熟 ， 入 较 高 圆 本 设 但 投 。 计 采 用 人 机 协 作 方 式 ， 采 用 人 工 判 别 果 实 ， 器 人 负 责 摘 即 机 取 。通 过 人 工 现 场 观察 判 断 ， 用 无 线 遥 控 远 程 控 制 机 器 人 使 动 作 。 这 种 方 式 现 有 技 术 比较 成 熟 。 得 机 器 人 研 发 周 期 缩 使 短 ， 价 成 本 低 ， 然 不 能 够 完 全 代 替 人 劳 动 ， 能 够 降 低 人 造 虽 但 的 劳动 强度 ， 于 目前 中 国农 业 的水 平 ， 够 更 好 的普 及 。 对 能 针 对 以 上存 在 的 问 题 ， 文 设 计 了 一 款 基 ￣Ａ ｍ ｇ３ 的 本 Ｔ ｅ ａ２ 模 拟 采 摘 机 器 人 ． 实 现 人 工 操 作 的 机 械 采 摘 ， 过 红 外 遥 能 通 控 控 制 机 械 臂 使 末 端 夹 持 器 伸 到 目标 果 实 所 在 位 置 。 行 抓 进 取工作 。 成采摘任务 。 完
收 稿 日期 ：０ １ １— ４ ２ １－ ２ １ 稿 件 编 号 ：０ １ ２７ ２ １ １０ ９
基 金项 目 ： 里 木 大 学 大 学 生科 技 创 新 项 目（Ｄ （ Ｘｌｌ ）塔 里木 大学 校 长基 金 项 目（ Ｄ Ｋ Ｄ１０ ） 塔 Ｔ ｌＣ ００ ； Ｊ Ｔ Ｚ Ｚ ０ １
（ 里 木 大 学 机 械 电 气化 工程 学 院 ， 疆 阿 拉 尔 ８ ３０ ） 塔 新 ４ ３０
基于ATMEGA32单片机的三相网络电力仪表的研制
基于ATMEGA32单片机的三相网络电力仪表的研制
叶国文
【期刊名称】《电工技术》
【年(卷),期】2007(000)008
【摘要】介绍了以低功耗单片机ATMEGA32设计的三相网络电力仪表的设计原理、硬件组成、软件设计、测量功能.
【总页数】2页(P3-4)
【作者】叶国文
【作者单位】丽水学院电子信息工程系,浙江,丽水,323000
【正文语种】中文
【中图分类】TM93
【相关文献】
1.基于ATMEGA32单片机高精度微水测量仪的设计与实现 [J], 徐守品;刘越;张靓
2.基于ATMEGA32单片机的电力设备监控电路设计与实现 [J], 胡军
3.基于ATMEGA32单片机的电力设备监控电路设计与实现 [J], 胡军
4.基于ATmega32单片机的材料热传导系数检测仪研制 [J], 杨永华
5.基于Atmega32单片机门阀控制器设计 [J], 杨振雷; 王彪; 毛福新
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STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量精编版
数
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;// 直接映射到 TI1
TIM_ICInit(TIM5,&TIM_ICInitStructure);
如果使用TIM5和PA0作为捕获引脚
假如我们要开启 TIM5 的捕获中断和定时器溢 出中断，调用函数如下：
TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,E NABLE);
（5）设置定时器中断优先级，使能定时器中 断通道在上一步我们已经使能了定时器的捕获 和更新中断，只要使用到中断，就必需对 NVIC 初始化，NVIC 初始化库函数是 NVIC_Init()
利用捕获功能完成脉冲宽带测量
Stm32定时器应用
简介
在定时器中我们介绍了通用定时器具有多 种功能，输入捕获就是其中一种。STM32F1 除了基本定时器 TIM6 和 TIM7，其他定时器 都具有输入捕获功能。输入捕获可以对输 入的信号的上升沿，下降沿或者双边沿进 行捕获，通常用于测量输入信号的脉宽、 测量 PWM 输入信号的频率及占空比。
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初为捕获引脚
（2）初始化定时器参数,包含自动重装值，分频系数，计 数方式等
要使用定时器功能，必须对定时器内相关参数初始化，其 库函数如下：
voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInit TypeDef*TIM_TimeBaseInitStruct);
Almel ATmega32 ATmega32L微控制器 说明书
2
ATmega32(L)
2503F–AVR–12/03
(INT1) (OC1B) (OC1A) (ICP) (OC2)
PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 VCC GND (SCL) PC0 (SDA) PC1 (TCK) PC2 (TMS) PC3
ATmega32(L)
综述
方框图
ATmega32 是基于增强的 AVR RISC 结构的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。 由于其先进的指 令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega32 的数据吞吐率高达 1 MIPS/MHz，从而可 以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。 Figure 2. 结构框图
XTAL2 MCU CTRL. & TIMING RESET
INSTRUCTION DECODER
Y Z
CONTROL LINES
ALU
INTERRUPT UNIT
INTERNAL CALIBRATED OSCILLATOR
AVR CPU
STATUS REGISTER
EEPROM
PROGRAMMING LOGIC
TQFP/MLF
PB4 (SS) PB3 (AIN1/OC0) PB2 (AIN0/INT2) PB1 (T1) PB0 (XCK/T0) GND VCC PA0 (ADC0) PA1 (ADC1) PA2 (ADC2) PA3 (ADC3) (MOSI) PB5 (MISO) PB6 (SCK) PB7 RESET VCC GND XTAL2 XTAL1 (RXD) PD0 (TXD) PD1 (INT0) PD2
TWI
STACK POINTER
TIMERS/ COUNTERS
基于STM32定时器实现频率量高精度测量
基于STM32定时器实现频率量高精度测量作者：曹孟刚来源：《中国新通信》2020年第02期摘要：为了降低频率量采集系统设计复杂性，提高频率量采集精度，利用STM32F4微控制器定时器自带的级联功能，设计了一种高效的采集方式，通过与传统采集方式对比及实验验证，本采集方式能够达到较高精度。
关键词：STM32;频率量采集;高精度;定时器。
一、引言备份仪表中大气压力参数采集通常采用振动筒或硅谐振式压力传感器，受限于工作原理，两型传感器通常输出与待测压力成函数关系的频率量，通过测量该频率即可计算出待测压力。
频率测量精度高低直接影响计算大气参数的精度。
通常实现高精度频率量测量，需要专用芯片或 FPGA 实现，不但增加设计成本，增加了系统复杂性还降低了系统可靠性。
本文采用 STM32F4 系列微处理器片内通用定时器实现频率量高精度采集，不需要增加专用硬件。
该方式不但保证了较高的测量精度，降低了软件设计复杂性。
對 500Hz～30MHz 范围内的频率均能达到±0.001Hz 精度要求。
二、频率量采集方法STM32F4 系列微控制器测量频率通常由测频法和测周法两种方式。
1）测频法测频法主要是将被测频率信号作为定时器计数源，测量单位时间 T 内计数器计数值 N。
被测信号频率 f = N/T。
该方法由于计数器只能进行整数计数，计数值 N 存在±1 误差，测量误差为±1/T。
2）测周法测周法原理利用标准频率信号作为计数器计数源，被测信号作为触发，测量被测信号周期 T1。
假定标准频率信号频率为 fs，计数器计数值为 N，则被测信号频率为： f=fs/N。
同样计数器存在±1 误差，被测信号频率量测量误差为 fs/（N2+N），约为 1/N。
被测信号频率确定，标准信号频率越高，测得的误差越小。
此方法由于中断产生频率等于被测信号频率，被测信号频率越高，消耗 MCU 资源越多。
当被测信号频率高于 5KHz 时不建议使用。
基于Atmega32芯片利用Timer1的捕捉功能实现高精度方波频率测量(10-400Hz)
By 王基超 2013-8-13 指导老师：华建跃
主要思路：
频率测量主要是运用定时器的输入捕捉功能。 在完成定时器输入捕捉使能及其它前期设置后， 当输入捕捉引脚 （ICP） 上的电平发生变化 （上升沿或下降沿） ， 定时/计数器 TCNT1 的计数值会被同步复制到（ICR） ，并产生输入捕捉中断。
8000000 * Max _ cap / F码如下：
程序中采集连续两次频率值，其差值在一定范围内表示正确捕捉到频率值，以剔除由于各种干扰获得的错误数 据。 频率测量的绝对误差为： ±1/8Mhz=±0.125us， 如果捕捉个数为 MAX_cap 个， 那么误差为±0.125/Max_cap（us） 。 如果 Max_cap=2， 如果测量频率为 150Hz （6666.67us） ， 测量误差为 6666.66667us±0.125/2=6666.60417～6666.72917us， 那么对应频率为：149.9985937～150.0014062HZ，也就是此时测得的频率绝对误差为 0.0028125Hz。理论上，捕捉 方波数越多，绝对误差越小，被测频率越高，精度越差。 电路原理图：
根据上述所示，可算出定时器总计数个数为：
Freq _ cap 2 65536 * Timer 1Ovr 2 Timer 1Ovr 1 ICR _ cap 2 ICR _ cap1
由于定时/计数器采用普通模式，而芯片时钟频率为 8Mhz。
因此，频率值为:
Freq
1 1 8MHz * Freq _ cap 2
用单片机实现高精度数字频率计
用单片机实现高精度数字频率计
孙笑雨
【期刊名称】《沈阳工程学院学报：自然科学版》
【年(卷),期】1999(000)003
【摘要】基于高精度恒误差测频率及测周期原理，采用Lattice在系统可编程的ispLSI器件进行硬件电路设计。
通过各项实测结果表明，高精度恒误差测频率及测周期原理是正确的、合理的。
【总页数】3页(P20-22)
【作者】孙笑雨
【作者单位】沈阳红河高级技术培训中心!110036
【正文语种】中文
【中图分类】TM7-55
【相关文献】
1.基于MSP430单片机的高精度数字频率计设计 [J], 李联炳;马晓婷
2.基于 AT89S51的高精度数字频率计的设计与实现 [J], 张金龙
3.基于AT89S51的高精度数字频率计的设计与实现 [J], 张金龙;
4.基于FPGA和单片机的高精度数字频率计的设计与实现 [J], 崔凯; 杨天虹; 席贯; 周嘉维
5.基于FPGA和单片机的高精度数字频率计的设计与实现 [J], 崔凯;杨天虹;席贯;周嘉维
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根据上述所示，可算出定时器总计数个数为：
Freq _ cap 2 65536 * Timer 1Ovr 2 Timer 1Ovr 1 ICR _ cap 2 ICR _ cap1
由于定时/计数器采用普通模式，而芯片时钟频率为 8Mhz。
因此，频率值为:
Freq
1 1 8MHz cap / Freq _ cap 2
Max _ cap
其核心计算频率的代码如下：
程序中采集连续两次频率值，其差值在一定范围内表示正确捕捉到频率值，以剔除由于各种干扰获得的错误数 据。 频率测量的绝对误差为： ±1/8Mhz=±0.125us， 如果捕捉个数为 MAX_cap 个， 那么误差为±0.125/Max_cap（us） 。 如果 Max_cap=2， 如果测量频率为 150Hz （6666.67us） ， 测量误差为 6666.66667us±0.125/2=6666.60417～6666.72917us， 那么对应频率为：149.9985937～150.0014062HZ，也就是此时测得的频率绝对误差为 0.0028125Hz。理论上，捕捉 方波数越多，绝对误差越小，被测频率越高，精度越差。 电路原理图：
基于 Atmega32 芯片利用定时/计数器 1 的输入捕捉功能实现高精度频率测量
By 王基超 2013-8-13 指导老师：华建跃
主要思路：
频率测量主要是运用定时器的输入捕捉功能。 在完成定时器输入捕捉使能及其它前期设置后， 当输入捕捉引脚 （ICP） 上的电平发生变化 （上升沿或下降沿） ， 定时/计数器 TCNT1 的计数值会被同步复制到（ICR） ，并产生输入捕捉中断。