Реализация измерения частоты на микроконтроллере

Для подсчета импульсов используется таймер Т1, а для измерения интервалов времени – таймер Т0. Таймер-счетчик Т1 настроен на подсчет внешних импульсов. Таймер-счетчик Т0, измеряющий промежуток времени и настроен на подсчет импульсов тактовой частоты после предделителя, коэффициент деления которого равен 1024. По переполнению счетчика Т0 активировано прерывание, которое выполняется со следующей частотой:

Гц, (9)

где F_такт - тактовая частота микроконтроллера;

K_пред.д – коэффициент деления предделителя;

K_T0-коэффициент деления счетчика Т0.

Для отсчета 5 секунд используется дополнительная переменная, которая инкрементируется с каждым переполнением счетчика Т0, при достижении переменной значения 634 проходит 5 секунд и выполняется расчет мгновенной и суммарной мощности. Использование одного счетного регистра таймера-счетчика Т1 позволяет измерить частоту не выше 65535, так как он 16-разрядный. Для измерения большей частоты используется следующий алгоритм: активируется прерывание по переполнению Т1 и каждый раз, когда оно выполняется, значение отдельной переменной увеличивается на 65535. По истечению 5 секунд считывается значение счетных регистров счетчика Т1 и суммируется с переменной, которая хранит значение равное Так как данное число представляет собой количество импульсов пришедших за 5 секунд, то необходимо разделить его на 5, чтоб получить частоту в герцах, а чтоб увеличить точность, перед делением необходимо умножить полученное число на 100. В результате, частота рассчитывается по следующей формуле:

(10)

где N_прерыв – количество переполнений таймера-счетчика Т1 за 5 секунд.

Полученная величина представляет собой среднюю частоту следования импульсов за 5 секунд.

Интервал подсчета импульсов является изменяемой величиной, а значит, при необходимости повысить точность измерения может быть увеличен, без внесения изменений в конструкцию или общий алгоритм работы счетчика.

Для получения значения мгновенной средней мощности, полученную частоту необходимо умножить на коэффициент (формула 11), связывающий значение частоты и мощности, данный коэффициент зависит непосредственно от ИМС преобразователя мощности и может быть изменен лишь на малые значения.

(11)

где k - коэффициент, связывающий значение частоты и мощности;

f – мгновенная частота. Алгоритм работы подпрограммы обработки прерывания представлен на чертеже 050702 ДП 06.04.