基于单片机的频率／电流变送器

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1、第21卷第8期电子设计工程2013年4月V01．2lNo．8ElectronicDesignEnginADr．2013基于单片机的频率／电流变送器王坚(海安县远志软件工作室江苏海安226600)摘要：针对模拟型频率／电流变送器在低频段存在精度差、响应速度慢的问题，提出了一种基于AT89S52单片机的频率／电流变送器设计方案，并完成了系统的软硬件设计。该系统主要由M厂r法测频电路、D／A转换器、V／I转换电路、RS232通讯接口组成，能够对频率进行高精度测量，并将其转换成4—20mA标准信号。实验证明，所设计的系统运行

2、稳定，人机对话方便，在整个测量频段，系统响应快、精度高、无纹波．达到了设计要求。关键词：单片机；频率；电流；AT89S52；TLC5618中图分类号：TP368．1文献标识码：A文章编号：1674—6236(2013)08—0174—03Microcontroller．basedfrequency／currenttransmitterWANGJian(HaianxianYuamhiSoftwareStudio，Haian226600，China)Abstract：Foranalogtypefrequeney／curr

3、enttransducerinthepresenceofthelowfrequencyaccuracy，slowresponse，proposedaAT89S52basedon~equencflcurrenttransducerdesign，andcompletesystemofhardwareandsoftwaredesign．ThesystemmainlybytheM／Tmethodof~equencymeasurementcircuit，D／Aconve~er，Vhconversioncircuit，RS232

4、communicationinterface，high-precisionmeasurementofthe~equency，andconveysitintoastandard4-20mAsigna1．Theexperimentsshowthatthestableoperationofthesystemdesign，human．computerdialogueconvenient，fastresponsethroughoutthemeasurementband，system，highprecision，ripple，m

5、etthedesignrequirements．Keywords：microcontroller；~equency；current；AT89S52；TLC5618频率／电流变送器(以下简称“变送器”)广泛应用于工业3)误差：绝对误差小于0．01mA，相对误差小于0．2％。自动化测控领域。传统的变送器常由频率／电压专用模拟芯片2系统硬件设计构成，如LM331、LM2907等。对于不同的频率量程，这类变送器需要调整电路参数，给生产和使用带来了不便。在低频段，2．1同步M，I'法测频为了减少纹波输出，这类变送器需要采用时间

6、常数较大的M法测频是测量单位时间内的脉冲数，存在±1个信号脉RC滤波电路，因而，响应速度较慢，难以保证足够的精度。速冲的误差，宜测量高频率。T法测频是测量两个脉冲之间的时度、线速度、流量等与频率相关的物理量，其频率通常处于0～间，存在±1个标准时间单位的误差．宜测量低频率。同步M／T20kHz频段，当其频率低至20Hz时，能否实现频率到电流法是多周期测频，它的闸门开关与被测信号的边沿同步，不的精确转换将成为无法回避的问题。存在被测信号的计数误差，只存在标准时间的±1误差，在整文中结合实际应用，从精度和响应速度人手，提

7、出基个频率段，同步M厂I’法测频精度相同。提高标准时间的频率于AT89S52单片机的变送器设计思路．即利用单片机自带可提高测量精度。的2路定时，计数器，运用同步M／T法对信号的频率进行同步M，r法测频原理如图1所示。测量时，先打开参考精确测量。再把频率值通过高分辨率的DAC转换输出。这闸门．通过同步检测器检测被测信号的上升沿，在上升沿时种方法，可以保证在整个测量频段，变送器有着一致的精度刻打开实际闸门，两路计数器对被测信号和标准时间计数；和响应速度。在参考闸门关闭时，再次通过同步检测器检测被测信号上升沿，在上升沿时刻

8、关闭实际闸门，停止对被测信号和标准时1拟定变送器的技术指标间计数。同步M／T法的实际闸门时间与参考闸门时间存在差结合实际应用，拟定变送器的技术指标为：值，最大不超过一个被测信号周期【l1。1)频率范围：O．5Hz～10kHz；被测信号频率foxN]n2)采样周期：0．叭一2S；其中：为标准时间频率；Ⅳ为被测信号的计数值；rt为一标准时间的计数值