基于MSP430的低频频率测量计

陈文奇 丛超

摘 要：本文主要通过运用单片机定时器的捕获功能，采用测量脉冲周期的方法，通过相应计算，测量出35-54Hz低频信号的频率，误差范围控制在0.6%以内。

关键词：MSP430单片机；捕获；低频测量

随着电子技术的飞速发展，单片机的功能也越来越丰富。由于它具有高性能，价格低，体积小等优势，已经被广泛的运用于各种仪器仪表系统中。

1 测量原理

本设计所用单片机为TI公司生产的MSP430F149，它是一种超低功耗处理器，常用于便携式仪器仪表的设计中。它具有两个定时器，即定时器A和定时器B，均有强大的中断功能。通过设置相应的寄存器，使定时器A工作在上升沿捕获模式，且计数方式为增计数模式，就能测量出信号周期。具体方法是：在第一次上升沿到来时，定时器A开始计数，第二次上升沿到来时，停止计数。定时器A的計数值X就是两个上升沿之间的时间值。若定时器计数的时钟选择为3.6864MHz，则测量到的信号周期T为

那么对应的频率f为

2 系统设计

2.1 硬件设计

如图1所示，为MSP430单片机的最小系统，外部时钟选择3.6864MHz。引脚13作为低频信号的输入口。由于MSP430的数字信号为3.3V逻辑，因此外部进入的低频信号也应使3.3V逻辑。若高电平超过这个值，则有可能烧坏单片机。

2.2 软件设计

在软件设计过程中，需要注意的是定时器A工作时钟的选择。若选择的时钟太慢，而所测脉冲频率太快，就会导致漏掉脉冲，导致测试结果出现错误。因此时钟的选择就显得格外重要。同时，考虑到计数器A最大计数为65535，因此运用此方法能测量的最大的信号周期TMAX为

超过此周期的低频信号测不能用此方法测量。软件设计流程如图2所示。

3 实验结果及结论

实验采用信号发生器输出相应频率到I/O口P1.2，高电平为+3V，低电平为0V。

从实验结果可以看出，所测低频信号与理论值的误差均在0.6%以内，精确度比较高。由于定时器工作时钟为3.6863MHz，若测量3.6864MHz以上的频率，则出现错误。因此，此方法仅适合低频频率的测量。若要测量更高的频率，则应选用其它方法。

[参考文献]

[1]沈建华，杨艳琴.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践[M].北京航空航天大学出版社，2008年.

[2]王红云，张淑娥.MSP430在频率测量系统中的应用[J].国外电子元器件，2007年第5期：27-30.