MSP430在频率测量系统中的应用

2019-08-02 15:45发布

 1 概述
  在通信系统中,频率测量具有重要地位。近几年来频率测量技术所覆盖的领域越来越广泛,测量精度越来越高,与不同学科的联系也越来越密切。与频率测量技术紧密相连的领域有通信、导航、空间科学、仪器仪表、材料科学、计量技术、电子技术、天文学、物理学和生物化学等。
  频率测量一般都是由计数器和定时器完成,将两个定时/计数器一个设置为定时器,另一个设置为计数器,定时时间到后产生中断,在中断服务程序中处理结果,求出频率。这种方法虽然测量范围较宽,但由于存在软件延时,尽管在高频段能达到较高的精度,而低频段的测量精度较低。所以利用单片机测频时,如果选择不好的测量方法,可能会引起很大的误差。测量频率时如果不是真正依靠硬件控制计数或定时,而是由软件查询或中断响应后再停止计数,虽然理论上能达到很高的精度,但实际测量中由于单片机响应有一定的时间延迟,难以做到精确测量。本系统设计以MSP4130单片机为核心,在软件编程中采用C430语言,采用硬件逻辑和软件指令相结合的方法,取代单纯用软件指令控制闸门,使闸门的开启与计数同步。这种测量方法保证了测量误差与被测频率无关,实现了高低频段的等精度测量。
  2 工



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7条回答
1988020566
2019-08-03 07:15
 误差来源:
  (1) 实际闸门对标准频率的随机性导致计数值NB的±1误差是主要误差。
  (2) 时钟脉冲产生的标准频率F0的稳定度产生的测量误差。时钟脉冲由晶体振荡器产生。由于目前晶体振荡器主要分为温补晶体振荡器和恒温晶体振荡器两大类,其中,温补晶体振荡器体积小,开机时间短,稳定度一般在10-7数量级以上。而恒温晶体振荡器的稳定度更高,因而相对于量化误差,标准频率误差可以忽略。公式(6)就是在忽略标准频率误差的情况下得到的。由于分频系数为8,则测频精度为1/(8×65 536)=1.907e-6。若要进一步提高频率测量的精度则可以增加分频系数。
  4 CPLD设计
  本系统设计采用Altera公司生产的CPLD器件EPM7128实现其中的逻辑部分。用MAXPLUS+11软件工具开发,采用Verilog语言编程。设计输人完成后,进行整体的编译和逻辑仿真,然后进行转换、布局、延时仿真生成配置文件和下载文件,最后下载至EPM7128器件,实现其硬件功能。仿真波形如图4所示,其参数为:beice=8 MHz,biaozhun=50 MHz。结果表明各信号的逻辑功能和时序配合都达到了期望指标。不同被测频率的仿真值如表2所列。

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