一种基于单片机的交流频率检测系统

1 引言

由于频率信号具有抗干扰性强、易于传输、测量准确度较高等优点，因此许多非频率量的传感信号都转换为频率量来进行测量和处理。因此频率测量方法愈来愈引起关注和研究。

频率测量是测量和控制系统领域的最基本测量之一。当今用的最多的测量信号频率的仪器是频率计，由于频率计在测量过程中需要一个时基信号作为测量信号频率的时基。时基信号一般是由本机振荡电路发生的，尽管现在多用石英晶体振荡器，但是仍然不能保证时基信号的精度,因此频率计的测量精度也就成了问题。传统的频率测量方法有两种[1]：一种是测频法,在一定时间间隔T内测出待测信号重复变化次数N，频率即为 ；另一种方法是测周法,在被测信号的一个周期内测出标准高频信号f的个数N，则被测频率 。

本文介绍了一种测宽法[2]，借助光电耦合原理，将交流信号转变成周期脉冲信号，通过捕获脉冲信号的下降沿，由定时器计数，通过二次计数的差值便能得到脉冲信号的周期，进而可以计算出所测交流信号的频率。

2 硬件电路设计

硬件电路完成的任务是：

（1）模拟电路部分的设计，其功能是进行信号的转化。交流信号通过整流桥、光电耦合器等模拟器件便能得到周期脉冲信号。

（2）数字电路部分的设计，其功能是进行信号的检测。MSP430单片机内部的16位定时器A具有脉冲捕获功能，能将脉冲信号的占空比检测出来。

图1为它的基本结构图。

图1 系统的基本结构