CN210222120U - 一种基于stm32的等精度宽带频率计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种基于STM32的等精度宽带频率计，包括STM32（微型处理器）、显示模块、电源电路，其中MCU包含控制单元、第一计数器、输入捕获单元、第二计数器、运算单元。与现有技术相比，本实用新型体积小、功耗低、更加便携，充分利用STM32，以软件实现等精度测频过程，具备高精度、高宽带、成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能仪器领域，具体的说，涉及一种基于STM32的等精度宽带频率计。
背景技术
在电子设计和测量领域中，频率的测量是经常使用的，因此频率的测量在实际的工程当中是非常重要的。传统的频率测量实用新型有两种:测频法和测周法，测频法常用于高频信号测量，测周法常用于低频信号测量；现代通常使用的是等精度测频实用新型，该实用新型既可以保证整个带宽的精确测量也可以最大化减少测量的误差。
目前等精度测量一般都是通过FPGA+单片机实现或者单片机加外围逻辑电路来实现，前者虽然有较高的精度和比较高的带宽，但FPGA价格过于昂贵；而后者则是在单片机的基础上实现，加以外围逻辑电路例如触发器等，其过于繁琐且其精度和带宽也较差。申请号CN201620441993的中国专利公开了一种基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计。该专利实现了基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计，该专利虽然具有较高的测量精度但是在成本上和繁琐度上不够理想。所以如何在实现高精度和高带宽的情况下又能保持低成本则是非常有实际应用价值的。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于STM32的等精度宽带频率计。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于STM32的等精度宽带频率计，其特征在于：包括STM32、显示模块、电源电路；其中STM32包含控制单元、第一计数器、输入捕获单元、第二计数器、运算单元；所述控制单元为STM32内部的控制核心，用于控制STM32内部的通用第一定时器产生1s的预置闸门脉冲；所述第一计数器为STM32内部的通用第一定时器；所述第二计数器为STM32内部通用第二定时器的计数器；所述输入捕获单元为STM32内部通用第二定时器的输入捕获单元，其输入端连接待测脉冲信号；所述运算单元为STM32内部的运算核心。
作为进一步的优选方案，所述STM32采用意法半导体公司的STM32F103C8T6芯片。
作为进一步的优选方案，所述显示模块采用LCD1602液晶显示屏幕。
作为进一步的优选方案，所述电源电路采用ME6211稳压芯片。
与现有技术相比，本实用新型设计出一种基于STM32的等精度宽带频率计及测频实用新型，该系统成本非常低，硬件简单，并且具有较高的测量精度。利用等精度测频可在整个带宽内保持稳定的精度，最大限度发挥了STM32中定时器、输入捕获模块的性能，经测量，系统可测频率范围为10Hz-8MHz,精度可达到0.001％，可测电压范围为0-5V。
附图说明
图1是本实用新型的系统总体框图；
图2是本实用新型的STM32硬件电路图；
图3是本实用新型的电源电路图；
图4是本实用新型的等精度测频原理图；
图5是本实用新型的软件流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。
本实用新型一种基于STM32的等精度宽带频率计，包括MCU(STM32)、显示模块、电源电路，其中MCU包含：控制单元、第一计数器、输入捕获单元、第二计数器、运算单元；
所述控制单元为STM32内部的控制核心，用于控制STM32内部的通用第一定时器产生1s的预置闸门脉冲，在第一上升沿1到来时系统处于准备状态，在第一下降沿2到来时系统处于结束状态；
所述第一计数器为STM32内部的通用第一定时器。在输入捕获单元捕获到第二上升沿3时，第一计数器开始计数，在输入捕获单元捕获到第二下降沿4时，第一计数器停止计数，并输出第一计数器结果；
所述第二计数器为STM32内部通用第二定时器的计数器。在输入捕获单元捕获到第二上升沿3时系统处于开始状态，第二计数器通过输入捕获单元计数捕获待测信号脉冲上升沿个数，在输入捕获单元捕获到第二下降沿4时，第二计数器停止计数，并输出第二计数器结果；
所述输入捕获单元为STM32内部通用第二定时器的输入捕获单元，其输入端连接待测脉冲信号，当此模块捕获到待测信号的第二上升沿3时系统处于开始状态，当系统处于结束状态并且此模块捕获到待测信号的第二下降沿4时系统处于停止状态；
所述运算单元为STM32内部的运算核心，在系统处于停止状态，运算单元计算待测信号的频率，并输出给显示模块显示待测信号的频率。
所述MCU采用意法半导体公司的STM32F103C8T6芯片。
所述显示模块采用LCD1602液晶显示屏幕。
所述电源电路采用ME6211稳压芯片。
所述运算单元通过如下的公式计算待测脉冲信号的频率:fx＝(NX*fs/Ns)，其中,fx为带测量信号的频率；Nx为第一计数器的结果，fs为标准信号的频率，Ns为第二计数器的结果。
如图1、2、3、所示，本实用新型一种基于STM32的等精度宽带频率计，包括MCU(STM32)、显示模块、电源电路。
所述电源电路由稳压芯片ME6211提供3.3V到5V的电压，电路中电源和地之间加入大小去耦电容降低了电源引入的干扰。
结合图4和图5，主函数中系统初始化为STM32系统的时钟设置,其作用是提供STM32系统运行时钟；所述LCD初始化为设置显示模块的相关寄存器；所述TIM4初始化为STM32内部的定时器TIM4寄存器设置，通过设置TIM4寄存器自动重装载值为15000、分频值为3600实现1S预置闸门脉冲信号，通过设置TIM4寄存器分频值为3600实现第二计数器以20KHz频率计数；所述的TIM3初始化为STM32内部的定时器TIM3寄存器设置，通过设置TIM3寄存器为输入捕获模式实现待测信号边沿捕获，并通过其内部第二计数器计数；主函数初始化完成之后，此时第一上升沿1到来，系统处于准备状态，之后输入捕获模块一检测待测信号。
中断服务函数通过状态变量0X60、0X00、0X80分别标志第一上升沿1、第二上升沿3、第一下降沿2，同时也对应于系统的准备、开始、结束状态；在系统初始化之后，当输入捕获单元检测到被测信号的上升沿，也就是第二上升沿3的时候，设置状态变量为0X00，系统处于开始状态，同时第一计数器和第二计数器开始计数；当第一下降沿4来时候设置状态变量为0X80；当输入捕获单元捕获到第二下降沿4的时候，第一计数器和第二计数器停止计数，输出第一计数器和第二计数器结果，交给STM32内部运算单元完成待测信号频率的计算，并将频率值在液晶屏LCD上显示，最后设置状态变量为0X60，开启下一轮待测信号频率检测；以上两个中断服务函数在每个状态变量条件下退出中断服务函数时都会清除STM32内部定时器中断源。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于STM32的等精度宽带频率计，其特征在于：包括STM32、显示模块、电源电路；其中STM32包含控制单元、第一计数器、输入捕获单元、第二计数器、运算单元 ；所述控制单元为STM32内部的控制核心，用于控制STM32内部的通用第一定时器产生1s的预置闸门脉冲；所述第一计数器为STM32内部的通用第一定时器；所述第二计数器为STM32内部通用第二定时器的计数器；所述输入捕获单元为STM32内部通用第二定时器的输入捕获单元，其输入端连接待测脉冲信号；所述运算单元为STM32内部的运算核心。
2.根据权利要求1所述的一种基于STM32的等精度宽带频率计，其特征在于：所述STM32采用意法半导体公司的STM32F103C8T6芯片。
3.根据权利要求1所述的一种基于STM32的等精度宽带频率计，其特征在于：所述显示模块采用LCD1602液晶显示屏幕。
4.根据权利要求1所述的一种基于STM32的等精度宽带频率计，其特征在于：所述电源电路采用ME6211稳压芯片。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112730979A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 太原航空仪表有限公司 | 一种基于stm32的等精度频率测量方法 |
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2019
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