CN206321705U - 一种基于stm32的多功能数字频率计 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于STM32的多功能数字频率计，包括用于放大微弱信号及对多种波形整形的信号调理单元；用于测量信号频率的频率测量单元；用于储存信号的峰值并进行精准测量的峰值检波单元；用于给信号调理单元、频率测量单元、峰值检波单元供电的供电单元；微控制器分别与信号调理单元、频率测量单元、峰值检波单元相连接，用于对接收的数据进行分析和处理，微控制器的型号为STM32F103ZET6；LCD显示屏与微控制器相连接，用于显示信号测量结果。能够对输入信号的频率、周期、占空比、峰值进行精准测量，把测量结果数字化显示在LCD显示屏上，具有良好的测频功能，解决了市场上测频精度低，不便携带的缺点。

Description

一种基于STM32的多功能数字频率计

技术领域

本实用新型属于仪器仪表领域，尤其涉及一种基于STM32的多功能数字频率计。

背景技术

随着我国电子信息专业技术的飞速发展，人们对电子技术的要求越来越高，尤其体现在仪器仪表类，在电子技术实践过程中，我们经常要对某个信号的频率进行测量，从而分析处理该信号，一般示波器的精度较低，且体型较大，不易携带，为解决以上问题，本实用新型是基于高精度的多功能数字频率计，便携易带，非常适合实验教学及一般的工程应用，随着科技的发展，人们对电子产品的要求越来越高，经济、精准、便携将成为人们对电子产品的首要要求，传统的数字频率计必将被基于MCU技术的多功能数字频率计所替代。

发明内容

本实用新型为解决现有的精度较低，且体型较大，不易携带的技术问题而提供一种基于STM32的多功能数字频率计。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

该基于STM32的多功能数字频率计包括：

用于放大微弱信号及对多种波形整形的信号调理单元(具体硬件实现如下，采用THS3001作为放大模块，采用TLV3501作为比较模块，用于波形整形，放大模块输出端与比较模块输入端通过有线直接相连，整个信号调理单元输出端与频率测量单元输入端通过有线直接相连)；

用于测量信号频率的频率测量单元(频率测量单元包含低频测量及高频测量，频率测量单元输出端与微控制器输入端通过有线直接相连)；

用于储存信号的峰值并进行精准测量的峰值检波单元；(峰值检波波单元，具体硬件实现为二极管及电解电容，二极管用来检波，电容用来存储峰值，二极管型号为1N4017，电容型号为0.1uf、100uf。二极管和电容通过有线直接相连)

用于给信号调理单元、频率测量单元、峰值检波单元供电的供电单元；(供电单元采用LM7805、LM7905来实现供电，供电单元输出端与信号调理单元、频率测量单元、峰值检波单元的输入端通过有线直接相连)

分别与信号调理单元、频率测量单元、峰值检波单元相连接，用于对接收的数据进行分析和处理的微控制器，微控制器的型号为STM32F103ZET6；

(微控制器的输入端与信号调理单元、频率测量单元、峰值检波单元的输出端通过有线直接相连)

与微控制器相连接，用于显示信号测量结果的LCD显示屏。(LCD显示屏采用的是TFT 2.8寸电阻显示屏，显示屏通过有线与微控制器直接相连)

进一步，所述频率计的外部安装有按键，按键的信号输出端与微控制器的输入端连接。

进一步，所述频率计的外部安装有与按键对应的档位指示灯，微控制器的输出端与档位指示灯连接。

进一步，所述信号调理单元包含THS3001放大模块、TLV3501比较模块和74LS32施密特整形模块，THS3001放大模块的输出端分别与TLV3501比较模块和74LS32施密特整形模块相连接。

进一步，所述频率测量单元包含低频频率计和高频频率计，TLV3501比较模块的输出端与高频频率计相连接，74LS32施密特整形模块的输出端与低频频率计相连接。

进一步，所述峰值检波单元包含二极管检波模块。

进一步，所述供电单元包含LM7805和LM7905线性电源。

本实用新型具有的优点和积极效果是：该基于STM32的多功能数字频率计能够对输入信号的频率、周期、占空比、峰值进行精准测量，把测量结果数字化显示在LCD上，在输入信号100MHZ以下，0.1HZ以上，具有良好的测频功能，0.1HZ～20MHZ的小信号测量功能，在占空比为10％～90％的情况下可实现精确测量，峰值检测范围为500mv到2.5v之间，精度较高，通过按键可以切换测量档位，并伴有档位指示灯亮灭，解决了市场上测频精度低，不便携带的缺点，非常适合实验教学及工程应用；在实际的工程应用中，只需按键即可实现测量档位的切换，操作较为简单，简化了传统仪器的繁琐的操作过程，实用性强，它是将先进的模拟技术，通信技术，测量技术，控制技术有效的集成运用于整个测评系统，大大提高了系统的精准性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于STM32的多功能数字频率计的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的基于STM32的多功能数字频率计的信号调理电路(信号调理电路，采用THS3001作为放大模块，采用TLV3501作为比较模块，用于波形整形，放大模块输出端与比较模块输入端通过有线直接相连)；

图3是本实用新型实施例提供的基于STM32的多功能数字频率计的峰值检波电路(峰值检波电路，采用二极管用来检波，电容用来存储峰值，二极管型号为1N4017，电容型号为0.1uf、100uf。二极管和电容通过有线直接相连)

图4是本实用新型实施例提供的基于STM32的多功能数字频率计的程序算法流程图；

图中：1、信号调理单元；2、频率测量单元；3、峰值检波单元；4、供电单元；5、微控制器；6、LCD显示屏；7、按键；8、档位指示灯；9、THS3001放大模块；10、TLV3501比较模块；11、74LS32施密特整形模块；12、低频频率计；13、高频频率计。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合图1对本实用新型的结构作详细的描述。

该基于STM32的多功能数字频率计包括：

用于放大微弱信号及对多种波形整形的信号调理单元1；

用于测量信号频率的频率测量单元2；

用于储存信号的峰值并进行精准测量的峰值检波单元3；

用于给信号调理单元1、频率测量单元2、峰值检波单元3供电的供电单元4；

分别与信号调理单元1、频率测量单元2、峰值检波单元3相连接，用于对接收的数据进行分析和处理的微控制器5，微控制器5的型号为STM32F103ZET6；

与微控制器5相连接，用于显示信号测量结果的LCD显示屏6。

进一步，所述频率计的外部安装有按键7，按键7的信号输出端与微控制器5的输入端连接。

进一步，所述频率计的外部安装有与按键7对应的档位指示灯8，微控制器5的输出端与档位指示灯8连接。

进一步，所述信号调理单元1包含THS3001放大模块9、TLV3501比较模块10和74LS32施密特整形模块11，THS3001放大模块9的输出端分别与TLV3501比较模块10和74LS32施密特整形模块11相连接。

进一步，所述频率测量单元2包含低频频率计12和高频频率计13，TLV3501比较模块10的输出端与高频频率计13相连接，74LS32施密特整形模块11的输出端与低频频率计12相连接。

进一步，所述峰值检波单元3包含二极管检波模块。

进一步，所述供电单元4包含LM7805和LM7905线性电源。

下面结合工作原理对本实用新型的结构作进一步的描述。

采用的是微控制器5的信号为STM32F103ZET6，其工作频率为72MHZ，运行速率快，计数精准，它的定时器资源极其丰富，多达11个，同时具3个12位ADC，完全可以实现精准测频，信号调理单元1包括THS3001放大模块9、TLV3501比较模块10和74LS32施密特整形模块11，频率测量单元2包含低频频率计12和高频频率计13，峰值检波单元3包含二极管检波电路，待测信号输入时，经过信号调理单元1处理后，微控制器5通过采集单位时间内的信号的脉冲个数即可计算当前信号频率；通过采集上升沿与下降沿的时间间隔即可测量占空比，通过ADC精准采样即可测量峰值检波单元3存储的信号峰值，测量档位的切换需要按键7实现，每个档位对应不同的档位指示灯8，通过对信号的预判可以选择调整频率测量单元2的刷新时间，实现精准测量。

如图2，THS3001放大模块9和TLV3501比较模块10串联连接，如图3，峰值检波单元3包含的二极管检波电路与两个贴片电容串联连接，两个贴片电容之间并联连接，如图4，通过功能检测输入信号，当检测正常时，进行下一级的处理，将待测信号输入到微控制器5中，通过频率测量单元2、峰值检波单元3进行周期和频率测量、峰值检波和占空比测量，并将测量结果通过LCD显示屏6显示出来。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种基于STM32的多功能数字频率计，其特征在于，该基于STM32的多功能数字频率计包括：

用于放大微弱信号及对多种波形整形的信号调理单元；

用于测量信号频率的频率测量单元；

用于储存信号的峰值并进行精准测量的峰值检波单元；

用于给信号调理单元、频率测量单元、峰值检波单元供电的供电单元；

分别与信号调理单元、频率测量单元、峰值检波单元通过有线相连接，用于对接收的数据进行分析和处理的微控制器；

通过有线与微控制器相连接，用于显示信号测量结果的LCD显示屏。

2.如权利要求1所述的基于STM32的多功能数字频率计，其特征在于，所述频率计的外部安装有按键，按键的信号输出端与微控制器的输入端连接。

3.如权利要求1所述的基于STM32的多功能数字频率计，其特征在于，所述频率计的外部安装有与按键对应的档位指示灯，微控制器的输出端与档位指示灯连接。

4.如权利要求1所述的基于STM32的多功能数字频率计，其特征在于，所述信号调理单元包含THS3001放大模块、TLV3501比较模块和74LS32施密特整形模块，THS3001放大模块的输出端分别与TLV3501比较模块和74LS32施密特整形模块相连接。

5.如权利要求1所述的基于STM32的多功能数字频率计，其特征在于，所述频率测量单元包含低频频率计和高频频率计，TLV3501比较模块的输出端与高频频率计相连接，74LS32施密特整形模块的输出端与低频频率计相连接。

6.如权利要求1所述的基于STM32的多功能数字频率计，其特征在于，所述峰值检波单元包含二极管检波模块。

7.如权利要求1所述的基于STM32的多功能数字频率计，其特征在于，所述供电单元包含LM7805和LM7905线性电源。