基于80C196的频率测量及在电压采样中的应用

本文提出了一种利用80C196的HIS（High SpeedInput，高速输入）对信号进行频率测量的方法，测量精度高，通过测得的频率相应地改变电压采样频率，实现频率跟踪，很好地提高电压计算精度。这种方法既简化了电路设计，又在得到高精度频率测量的同时提高了电压计算精度。 3　软件实现 3．1　测频原理及误差分析 　　用HSI事件实现测频，实际上是测量周期的方法，对于80C196单片机来说，即，在触发的时间内，每8个晶振周期对信号周期的计数。当晶体振荡频率为20 MHz时，内部晶振周期为0．1μs（因为内部经过了2分频），每0．8μs计数一次。从这可以看出，测量绝对最大误差为信号前后边界共1．6μs，对于周期为20 ms的50 Hz的信号，最大误差折算到频率约为0．004 Hz，所以，频率测量精度可达到0．01 Hz。当晶体振荡频率越高或被测信号周期越长时，相对误差就越小。 3．2　频率测量的实现思路 　　HSI事件可以采用中断方式和查询方式读取，因为测频的同时要改变采样中断间隔，在采样中断中以查询方式实现更为方便简洁。 　　查询方式下，HSI事件主要依靠配置或读取寄存器IOC0、HSI　MODE、IOS1、HSI　STATUS以及HSI　TIME的内容来实现。IOC0用于事件引脚选择。由HSI引脚输入的外部事件有四种触发方式，分别为负跳变触发、正跳变触发、正负跳变触发、每8个正跳变触发，各触发方式通过HSI　MODE来设置。IOS1记录了有HSI部件保存寄存器数据是否有效的信息。HSI　STATUS存放每个输入引脚的两种信息，一是说明该引脚是否有事件发生，二是记录当前该引脚电平状态。HSI　TIME存放的是保持寄存器所存事件的时间值〔1〕。 　　假定HSI只用到HSI．0。初始化时，设置IOC0为01H，选择HSI．0为事件输入引脚。设定HSI　MODE寄存器为01H，即，每个正跳变为一个事件的触发方式。在采样中断中读取时间值，先查询IOS1．7，若该位为1，则表明保持寄存器已加载，可对HSI的事件予以读取。读取HSI　STATUS和HSI　TIME两个寄存器，进行处理。