市電頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
單片機(jī)T1定時(shí)／計(jì)數(shù)端接收到5V方波檢測信號需采用軟件來進(jìn)行頻率的測定。初始設(shè)置單片機(jī)定時(shí)／計(jì)數(shù)器工作方式為：T1為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)個數(shù)為1，脈沖信號來自單片機(jī)外部；T0為定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間T=200 ms，定時(shí)信號是單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘信號。方波下降沿時(shí)同時(shí)打開計(jì)數(shù)器和定時(shí)器，定時(shí)結(jié)束時(shí)優(yōu)先產(chǎn)生中斷，為避免檢測信號計(jì)數(shù)多一少一的誤差，將定時(shí)作延時(shí)調(diào)整，等待檢測信號計(jì)數(shù)完整，此延時(shí)時(shí)間為t，計(jì)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(shí)間為T+t，可計(jì)算市電頻率為f=(N-1)／(T+t)。再由單片機(jī)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(diǎn)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(shí)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(dá)到0．01 Hz。

5 結(jié)語
通過對該課題的研究，成功設(shè)計(jì)出一種基于單片機(jī)的市電實(shí)時(shí)監(jiān)測器，其測試精度達(dá)到0．01 Hz，具有原理簡單、性價(jià)比高、操作簡單等特點(diǎn)。該監(jiān)測器通過準(zhǔn)確的編程，最終實(shí)現(xiàn)了市電頻率的實(shí)時(shí)檢測。單片機(jī)完成波形頻率的檢測后，將數(shù)據(jù)進(jìn)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。