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AVR单片机简易多功能计数器设计 第3页

更新时间:2012-6-22:  来源:毕业论文
1.2.3 本系统测量原理的选择
比较以上两种测量方法,前者(以下简称测频法)是在给定的闸门时间内测量被测信号的脉冲个数,进行换算得出被测信号的频率。测频法的测量精度取决于闸门时间和被测信号频率。当被测信号频率较低时将产生较大的误差,除非闸门时间取得很大(即要求晶振分频倍数大,使门控信号能够达到足够小的频率)。后者(以下简称测周法)是以给定信号为门控信号,通过测量门控信号时间内通过的量化信号的个数换算出时间间隔的。测周法的测量精度取决于被测信号的周期和计时的精度,当被测信号频率较高时,计时精度的要求就很高了。
实际上,测周法和测频法都存在一个字的技术误差问题:测频法存在门控信号内一个被测信号的脉冲个数误差,测周法存在一个被测信号内量化信号脉冲个数误差。
为了提高系统测量精度,我们采用任何一种方法测量都应该保证计数个数N足够大。因此,对于周期测量分为高频档和低频档。低频信号直接测量,高频信号则先通过分分频器分频,转化为低频信号后,按照低频档的方法测量。对于频率测量,依然分成高频、低频两档。对于低频信号我们采去测周法,然后根据公式f=1/T,计算出低频频率。由于单片机做浮点运算的精度有限,在编写单片机程序时,还应该注意采取有效算法控制运算精度。
1.3系统总体方案
1.3.1系统总体方案的比较与论证
方案一:传统51单片机和集成计数器。
传统51单片机功能简单,易于控制而且操作方便,但是工作速度慢,对于题中高频信号的测量会引起致命误差,而且传统51单片机片内资源不丰富,I/O口数量很少,需要通过8155扩展端口。对于集成计数器,测量高频信号时,计数值可达100000000,以10位计数器(74LS160)为例,需串联8个,单片机的外围电路非常复杂,同时复杂的外接电路会影响整个系统的响应时间,导致很大误差。

方案二:高性能AVR单片机与FPGA。 本文来自辣.文~论^文·网原文请找腾讯324.9114
高性能AVR单片机是在传统51单片机的基础上发展起来的,它继承了传统51单片机的优点,并在此基础上有所提高。AVR单片机凭借高速、低功耗、丰富的片类资源等强大功能得到了广泛的应用。通过对FPGA的编程将复杂而庞大的外部硬件计数电路软件化,FPGA内自带的50MHz有源晶振保证了整个系统的响应速度,系统稳定性得到提高,误差减小。

1.3.2 系统总方框图
如下图所示,FPGA完成测量功能,AVR控制液晶显示、温度测量、语音报时、峰值测量、键盘输入等功能。

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