基于arm的频率计设计大学论文.doc

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1、电控学院课程设计（论文）课程名称：ARM课程设计题目：基于ARM的频率计系统设计院（系）：电xxxxxxxxxxxxxxx专业班级：测控技术与与仪器xxxx班姓名：xxxxxxxxxxxx学号：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx2017年1月6日摘要随着移动设备的流行和发展，嵌入式系统已经成为一个热点。它并不是最近出现的新技术，只是随着微电子技术和计算机技术的发展，微控制芯片功能越来越大，而嵌入微控制芯片的设备和系统越来越多

2、，从而使得这种技术越来越引人注目。它对软硬件的体积大小、成本、功耗和可靠性都提出了严格的要求。嵌入式系统的功能越来越强大，实现也越来越复杂，随之出现的就是可靠性大大降低。最近的一种趋势是一个功能强大的嵌入式系统通常需要一种操作系统来给予支持，这种操作系统是已经成熟并且稳定的，可以是嵌入式的Linux，WINCE等等。本文所要研究的就是基于ARM嵌入式系统的频率计系统的设计与实现。本设计采用了32位ARM微处理器STM32F103作为核心处理器和ARMLinux作为嵌入式操作系统。实现了单位周期的

3、频率计数，采用串口与基于Labview的上位机实现通信，将实时结果显示在上位机的界面。关键词：嵌入式系统，ARM，STM32F103，嵌入式linux，Labview前言在电子技术各参数中,频率测量的精确度是最高的，因而人们常利用某种确定的函数关系把其他电参数的精确测量转换为频率的测量。目前,测量频率方法主要有低频测周期、高频测频率、多周期同步测量法以及多周期完全同步测频法。采用低频端测周、高频端测频时,存在中界频率测量误差大即测量死区问题,因此频率的测量准确度很难提高到较高的数量级;采用多周期

4、完全同步测频法，则闸门控制时间必须是被测信号与时标信号周期个数的最大公约数，因此进行一次完全同步测量需要很长的时间,不适于对实时性要求较高的场合，多周期同步测频法,其最大优点就是与被测信号频率大小无关,测量速度快,精度高。但多周期同步测量法存在同步电路结构复杂,易造成误触发,可靠性不高,且此方法虽在原理上消除了±1量化误差,但在实际应用中,经过同步电路之后,只消除了-1量化误差,仍不能保证完全消除+1量化误差,因此测量精度会间歇性的出现较大偏差等问题。集成数字频率计由于所用元件少、投资少,体积小

5、,功耗低,且可靠性高,功能强,易于设计和研发,使得它具有技术上的实用性和应用的广泛性。不论从我们用的彩色电视机、电冰箱，DVD，还有我们现在家庭常用到的数字电压表数字万用表等等都包含有频率计。现在频率计已是向数字智能方向发展，即可以很精确的读数也精巧易于控制。数字频率计已是现在频率计发展的方向,它不仅可以很方便的读数,而且还可以使频率的测量范围和测量准确度上都比模拟先进.而且频率计的使用已是很多的方面,数字卫星、数字通讯等高科技的领域都有应用。所以频率计的发展是一个整体的趋势。一、系统概述1、S

6、TM32F103简介ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力

7、。STM32F103xx增强型系列由意法半导体集团设计，使用高性能的ARMCortex-M332位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、4个通用16位定时器和2个高级定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。2、总体方案设计本次频率计系统设计采用以STM32F103xx系列芯片为核心，由

8、于F103系列芯片的内部资源较多，本次设计充分利用芯片内部资源，设计出高精度的频率计系统。STM32F103待测信号发生模块定时器上位机显示结果图：系统整体框图系统的主体功能是充分利用定时器，用32内部的通用定时器3的复用功能--输入捕获。通过输入捕获对外部输入STM32芯片内部的脉冲上升沿计数，输入捕获功能可以实现每一次外部脉冲输入的上升沿引发一次中断，再通过通用定时器4定时一秒，通过定时一秒钟计算输入捕获中断次数来判断钟外部脉冲输入的频率，最后将这个数据传送给上位机通过虚拟仪器LABVIEW