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 ...
