基于MSP430单片机的高精度测频模块设计

《基于MSP430单片机的高精度测频模块设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第24卷增刊2009年10月数据采集与处理JournalofDataAcquisition&ProcessingV01．24No．Soct．2009文章编号：l004—9037(2009)增刊一024l—04基于MSP430单片机的高精度测频模块设计贺虎王万顺田冬成孙建会熊成林(中国水利水电科学研究院工程安全监测中心，北京，100038)摘要：提出了基于该单片机的测频原理和方法。并用C语言编程实现，详细阐释了相关硬件寄存器的设置技巧．融合计时与计频两种方法，使该程序能在高频段和低频段均有较高的测量精度。通过数据比测．验证了该方法的正确性。该测频

2、模块具有成本低、精度高、可靠性好及便于集成等优点。关键词：频率测量；高精度；捕获；MSP430中图分类号：TP391文献标识码：AHighPrecisionFrequencyMeasuringModuleBasedonMSP430—F10H“，仉仫咒gH亿咒5^“咒，7’口咒DDngc^已ng，S托押，inn^比i，XiD咒gC^P挖Zf咒(EngineeringSafetyMonitoringCenter，ChinaWaterConservancy&HydroelectricityScienceAcademe，Beijing，1O0038，China

3、)Abstract：ThecapturemoduleonMSP430MCU’sinternal16bittimer，withitscountingandtimingfunctionisused．Thefrequencyisaccuratelymeasuredwithoutexteriorcomponents．ThispaperintroducesthefrequencymeasurementprincipIeandthecorrespondingClanguageprocedure．Thecombinationoftwomethodsformeasur

4、ingcycleandfrequencyenablesthattheprocedurehasahighmeasuringaccuracyinthehighfrequencybandandthe10wfrequencyband．Throughtheactualsurveycomparison，themethodisconfirmedtobeaccurate．Keywords：frequencymeasuring；highprecision；capture；MSP430引言频率测量技术在工业控制领域应用相当广泛。由于频率信号在传输过程中可以忽略电缆的电阻、

5、电感及电容等因素的影响，具有抗干扰能力强、易于长距离传输的优点，所以越来越多的传感器设计成为以频率为输出信号。如：涡街流量计使用的检测探头是以石英晶体谐振器作为敏感元件的谐振式传感器，输出与流速成正比的涡街频率信号；广泛用于水库大坝、桥梁、基坑等工程的应力应变、变形、渗流、液位、温度等因量监测的振弦式传感器，通过检测振弦的固有频率来分析工程、建筑内部的应力；还有很多非振荡式传感器，如电阻式、电容式传感器也将其输出信号变换为频率信号L1]，方便与数字系统接口。涡街流量传感器在可测流量段内的输出频率大体分布在2～3000Hz范围内，振弦式收稿日期：2009

6、一06—30；修订日期：2009一07—20传感器的固有振荡频率范围为400～4500Hz，其他频率输出型传感器的频率上限也都在5ooOHz以下，但他们都要求测频精度达到O．2％，这就对测频系统提出了很高的要求。本文利用MSP430单片机片内定时器的捕获模块和定时功能，提出一种不需要其他外围电路的单芯片测频方法，并给出了相应的程序。该方法在5oooHz频率范围内，无论低频还是高频，均可达到高于o．02％的测量精度，在工程应用上取得了良好的效果。1MSP430单片机的测频原理与嵌入式C程序实现频率，就是单位时间内信号周期变化的次数。如果以1s为一个时间单

7、位，那么测出此期间的脉冲个数，便是频率。但是仔细想想，这样得出的频率只能精确到1Hz，因为ls内不会只有整数个周期完整的脉冲，这样做，在频率较低的情况下测量精万方数据242数据采集与处理第24卷度是很差的。但是，把这个时间单位放大，换成10s，100s或是looOs，这样测出的频率是不是精度就会提高很多。换一种方法，测出一个脉冲到来时的时间和结束时的时间，二者之差即信号的周期，取倒数便是要求的频率。但是如果待测频率很高，每个脉冲的周期非常短，这就需要精度很高的计时器来测量这微小的时间差，所以用这种方法测高频往往难以满足精度要求。但是测10个，100个或

8、是1ooo个脉冲的周期是不是就会容易一些，精确一些。以上两种方法就是常用的计频法和计时法，它们