嵌入式开发-AVR单片机课件-第11章 实战练习二

第 11 章 综合实践（二）本章的综合实践将综合前几章的内容，指导读者完成以下的实践：如何实现频率测量和简单频率计的设计实现。使用 T/C1 的输入捕捉功能实现高精度的频率周期测量完成一个比较完善的实时时钟的设计和实现。11.1 频率测量和简单频率计的设计11.1.1 频率测量原理单片机应用系统中，常常要对一个连续的脉冲波频率进行测量。在实际应用中，对于转速，位移、速度、流量等物理量的测量，一般也是由传感器转换成脉冲电信号，采纳测量频率的手段实现。使用单片机测量频率或周期，通常是利用单片机的定时计数器来完成的，测量的基本方法和原理有两种：测频法：在限定的时间内（如 1 秒钟）检测脉冲的个数。测周法：测试限定的脉冲个数之间的时间。这两种方法尽管原理是相同的，但在实际使用时，需要根据待测频率的范围、系统的时钟周期、计数器的长度、以及所要求的测量精度等因素进行全面和具体的考虑，寻找和设计出适合具体要求的测量方法。在具体频率的测量中，需要考虑和注意的因素有以下几点。系统的时钟。首先测量频率的系统时钟本身精度要高，因为不管是限定测量时间还是测量限定脉冲个数的周期，其基本的时间基准是系统本身时钟产生的。其次是系统时钟的频率值，因为系统时钟频率越高，能够实现频率测量的精度也越高。因此使用 AVR 测量频率时，建议使用由外部晶体组成的系统的振荡电路，不使用其内部的 RC 振荡源，同时尽量使用频率比较高的系统时钟。所使用定时计数器的位数。测量频率要使用定时计数器，定时计数器的位数越长，可以产生的限定时间越长，或在限定时间里记录的脉冲个数越多，因此也提高了频率测量的精度。所以对频率测量精度有一定要求时，尽量采纳 16 位的定时计数器。被测频率的范围。频率测量需要根据被测频率的范围选择测量的方式。当被测频率的范围比较低时，最好采纳测周期的方法测量频率。而被测频率比较高时，使用测频法比较合适。需要注意的是，被测频率的最高值一般不能超过测频 MCU 系统时钟频率的 1/2，因为当被测频率高于 MCU 时钟 1/2 后，MCU 往往不能正确检测被测脉冲的电平变化了。除了以上三个因素外，还要考虑频率测量的频度（每秒内测量的次数），如何与系统中其它任务处理之间的协调工作等。频率测量精度要求高时，还应该考虑其它中断以及中断响应时间的影响，甚至需要在软件中考虑采纳多次测量取平均的算法等。在“AVR-51 多功能实验开发板”的 K ...