基于TMS320F2812DSP的测频方法的数字频率计的方案设计

可以随着预置闸门时间的适当延长，得到进一步的提高。

3．2 测量的原理误差和标准频率误差

本测量原理类似多周期同步测量原理，主要的原理误差来自测量即将结束时，由D触发器产生低电平跳变来切断T1PWM，从而使其产生由CAPl和CAP3同时捕获上升沿的跳变。这段时间主要是由D触发器的反应时间决定。在测量过程中，针对这部分误差，可以通过适当增加预置闸门的时间来克服，同时考虑到DSP 内部高速的时钟频率，这并不会明显地增加测量耗时，但却达到了弱化此误差的影响、增加测量精度的目的。

标准频率误差为△Fs／Fs。因为晶体的稳定度很高，标准频率误差可以进行校准，并且已将DSP内部的高速时钟频率进行了适当的分频，所以相对于量化误差，校准后的标准频率误差可以忽略不计。

3．3 测试结果

用函数信号发生器(型号为Tektronix AFG3010；精度为O．000 1％)产生方波信号，用设计的频率计测出频率，求出误差。本测频系统的测量精度可达到O．01％。根据误差分析可知，系统的最大误差发生在预置闸门时间正好填充了整数个被测信号时，即频率为78．125 Hz或者其整数倍时，所以选择这些点进行测试。实际的测试数据如表1所列。

4 结论

本文着重分析了数字频率计的设计方案、硬件组成，以及采用Modbus协议实现上位机与下位机通信的软件设计。特点有：

①在频率测量原理方面，由于采用了多周期测量原理，消除了对被测信号计数时产生的±1个计数误差，其精度仅与闸门时间和标准频率有关，克服了传统的测频法或测周法的不足，实现了宽量程、高精度的频率测量。同时由于预置闸门时间的存在，保证了当被测频率在各频段之间来回切换时，系统反应灵敏，跟随性能好。

②在系统的总体设计方面，充分利用了F2812 DSP的内部资源，即使用事件管理器中的定时器、捕获单元完成频率的测量；使用PWM的输出实现自检电路的设计；使用串口通信模块完成上位机和下位机的通信。在测量结果的显示方面利用RS232，通信协议采用Modbus协议，实现下位机和上位机的通信，将测量结果在上位机中显示出来。

本文只探讨了如何对单路信号进行频率测量，而对于多路信号，可先使其经过一个与门，通过软件判断哪一路信号，然后再运用本设计方法进行测量。针对这种情况所产生的误差问题还需作进一步的探讨，本文只给出初步的探索。