市電頻率實時監(jiān)測器的設(shè)計與實現(xiàn)
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
單片機T1定時/計數(shù)端接收到5V方波檢測信號需采用軟件來進行頻率的測定。初始設(shè)置單片機定時/計數(shù)器工作方式為:T1為計數(shù)器,計數(shù)個數(shù)為1,脈沖信號來自單片機外部;T0為定時器,定時時間T=200 ms,定時信號是單片機的內(nèi)部時鐘信號。方波下降沿時同時打開計數(shù)器和定時器,定時結(jié)束時優(yōu)先產(chǎn)生中斷,為避免檢測信號計數(shù)多一少一的誤差,將定時作延時調(diào)整,等待檢測信號計數(shù)完整,此延時時間為t,計數(shù)個數(shù)為N。即通過內(nèi)部軟件記錄下N-1個周期方波時間為T+t,可計算市電頻率為f=(N-1)/(T+t)。再由單片機將數(shù)據(jù)送到顯示部分電路,則可讀取電網(wǎng)電壓的頻率,電網(wǎng)電壓頻率顯示大約250 ms更新一次。軟件的系統(tǒng)框圖如圖5所示。
4 測試結(jié)果
在某日下午3點在線檢測市電頻率,每隔1 min測試一個數(shù)據(jù),所得數(shù)據(jù)如表1所示。
同時對市電降壓后使用Agilent 54642D示波器抓取市電頻率用以比對測試結(jié)果,其中兩個典型頻率如圖6所示。測試數(shù)據(jù)表明,監(jiān)測器的測試精度達到0.01 Hz。
5 結(jié)語
通過對該課題的研究,成功設(shè)計出一種基于單片機的市電實時監(jiān)測器,其測試精度達到0.01 Hz,具有原理簡單、性價比高、操作簡單等特點。該監(jiān)測器通過準確的編程,最終實現(xiàn)了市電頻率的實時檢測。單片機完成波形頻率的檢測后,將數(shù)據(jù)進行處理并通過LED數(shù)碼管顯示出來,使系統(tǒng)更加的人性化。
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