基于單片機(jī)的便攜式脈沖信號參數(shù)測試儀
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2．1 頻率的測量方法選擇
頻率或周期的采樣是程序設(shè)計(jì)的核心，其精度會(huì)直接影響到本測試儀的精度。頻率的測量可以利用單片機(jī)的計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能來實(shí)現(xiàn)。下面對頻率的測量方法和測量誤差做簡要分析。
脈沖周期的測量誤差主要受采樣周期和采樣次數(shù)的影響，由于單片機(jī)程序可以很方便地實(shí)現(xiàn)采樣周期和采樣次數(shù)的精確控制，因而可提高測試精度。脈沖周期的測量方法有定時(shí)計(jì)數(shù)和定數(shù)計(jì)時(shí)兩種方法，本儀器采用定數(shù)計(jì)時(shí)方法，利用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷即可實(shí)現(xiàn)。
1)定數(shù)計(jì)時(shí)法
定數(shù)計(jì)數(shù)法的設(shè)計(jì)思路是將T0設(shè)為定時(shí)器，T1設(shè)為計(jì)數(shù)器，設(shè)定T1的計(jì)數(shù)中斷次數(shù)n并允許中斷，T0將清零，同時(shí)啟動(dòng)T0和T1，等待T1中斷。在T1的中斷服務(wù)子程序中讀出T0的計(jì)時(shí)值t，即可求出脈沖周期T。
采用定數(shù)計(jì)時(shí)法時(shí)，單片機(jī)計(jì)數(shù)誤差dn=0，最大計(jì)時(shí)誤差為一個(gè)機(jī)器周期，本系統(tǒng)采用了12MHz晶振，則單片機(jī)機(jī)器周期為1μs，故dtmax=lμs，可以得到T的相對誤差為：
若要保證其相對誤差不超過0．1％，即
則有:
上面式子表明，定時(shí)計(jì)數(shù)法適用于被測頻率較低的場合。
2) 定時(shí)計(jì)數(shù)法
定時(shí)計(jì)數(shù)法的設(shè)計(jì)思路為將T0設(shè)為定時(shí)器，T1設(shè)為計(jì)數(shù)器，設(shè)定T0的定時(shí)中斷時(shí)間t并允許中斷，將T1清零，同時(shí)啟動(dòng)T0和T1，等待T0中斷。在T0的中斷服務(wù)子程序中讀出的T1的計(jì)數(shù)值n，即可求出脈沖周期T。
采用定時(shí)計(jì)數(shù)法時(shí)，單片機(jī)計(jì)時(shí)誤差t可忽略，故可認(rèn)為dt=O，最大計(jì)數(shù)誤差為一個(gè)脈沖，即dtmax=1，可以得到T的相對誤差為：本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/173418.htm
3 實(shí)驗(yàn)測試
為使該儀器在某型軍用飛機(jī)閃光盒信號檢測中應(yīng)用，我們模擬產(chǎn)生該閃光盒輸出標(biāo)準(zhǔn)信號，其參數(shù)為：頻率為1Hz，電壓值為27V，占空比為50％。測試數(shù)據(jù)(如表1)顯示，本儀器對閃光盒標(biāo)準(zhǔn)信號測量的頻率誤差率1％，電壓誤差率O．5％，占空比誤差率O．5％。該測試儀判別準(zhǔn)確，顯示直觀，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測量，其穩(wěn)定性強(qiáng)、精確性高。該儀器的測頻范圍可達(dá)O～10kHz，幅值范圍在0～50V。通過改變模擬信號參數(shù)值進(jìn)行測試，該測試儀精度均能滿足要求。
4 結(jié)束語
本測試儀采用以單片機(jī)為核心的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有硬件電路結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)和成本低等特點(diǎn)。其性能可靠、穩(wěn)定性好，檢測迅速準(zhǔn)確，且體積小、重量輕、便于攜帶，適于外場檢測使用。在某型軍用飛機(jī)的閃光盒信號檢測中應(yīng)用，反饋良好，其穩(wěn)定性、精確性均能滿足閃光盒性能測試與校驗(yàn)要求。
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