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[STM32F1]

STM32F103过零法测任意交流信号频率(小于40K)

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楼主
略略u|  楼主 | 2023-6-27 11:02 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  对于信号频率的测量有许多方法,精度最高、最可靠的方法自然是利用FFT。但实际上对于低频信号,如果仅仅是测频则并不需要用到FFT这样复杂的算法,毕竟对于小白来说FFT的算法基本都是在网上复制粘贴的(没错是我)。下面就提供一种利用STM32的AD实现的测频方法。

        受限于STM32的AD的采样频率,在精度要求的范围内采样信号最好不超过40K。下面先讲一下什么是过零法测频率。



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略略u 2023-6-27 11:02 回复TA
———————————————— 版权声明:本文为CSDN博主「方恪」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接:https://blog.csdn.net/m0_56041246/article/details/119151173 
沙发
略略u|  楼主 | 2023-6-27 11:02 | 只看该作者
过零法
         顾名思义,过零法就是先找到交流信号的两个过零时刻,就是从负半周期向正半周期转换的时刻,或者是从正半周期向负半周期转换的时刻,通过计算这两个时刻之间的时间即可得到交流信号半个周期的时间,换算一下便可以得到交流信号的频率。

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板凳
略略u|  楼主 | 2023-6-27 11:02 | 只看该作者
算法实现
        由于STM32的AD不能测量负电压,所以对于负半周期的信号ADC的采样值会恒定为0,那么只要我们一直等待,直到ADC的测量电压不为0时,我们便得到了第一个过零时刻,这是我们要开启定时器。之后我们继续等待,直到ADC的测量电压再次为零,我们便得到了第二个过零时刻,这时候我们关闭定时器,读取定时器的值便可以得到交流信号半个周期内的时间。

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地板
略略u|  楼主 | 2023-6-27 11:02 | 只看该作者
代码
        以下是主要算法的代码:
if(KEY0)                //按键按下 
                {
                        while(KEY0);                //等待按键松开
                        for(i=0;i<50;i++)                //循环50次
                        {
                          temp = 1;
                                while(temp!=0)                //等待信号为0,即信号进入负半周期
                                {
                                        temp = Get_Adc1(ADC_Channel_1);//PA1
                                }

                                temp = 0;
                               
                                while(temp<=0)                //等待信号大于0,即信号进入正半周期,此时为第一个过零时刻
                                {
                                        temp = Get_Adc1(ADC_Channel_1);//PA1
                                }       
                       
                                TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);                //开启定时器
                                temp = 1;
                               
                                while(temp!=0)                //等待信号小于0,即信号进入负半周期,此时为第二个过零时刻
                                {
                                        temp = Get_Adc1(ADC_Channel_1);//PA1
                                }
                                                               
                                cnt = TIM4->CNT;                //读取定时器的值
                                TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);                //关闭定时器
                                TIM4->CNT = 0;                        //计数器清零
                               
                                fre[i] = 500000/((cnt*0.125f)+(TIME*7500));                //频率换算
                                TIME = 0;
                               
                        }
                        //信号求平均,去最大、最小值
                        for(i=0;i<50;i++)
                        for(k=0;k<50-i;k++)
                        {
                                if(fre[k]>fre[k+1])
                                {
                                        temp2 = fre[k];
                                        fre[k] = fre[k+1];
                                        fre[k+1] = temp2;
                                }
                        }
                       
                        for(i=21;i<=30;i++)
                        {
                                FRE += fre[i];
                        }
                        //打印频率
                        printf("%f\r\n",FRE/10);
                        FRE = 0;
                }

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略略u|  楼主 | 2023-6-27 11:02 | 只看该作者
测量结果

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6
略略u|  楼主 | 2023-6-27 11:03 | 只看该作者
  这里使用一个按键进行控制(不支持连续按),按键每按下一次,串口打印一次信号的频率。输入信号的IO口为PA1。需要工程文件的可以在下面留下邮箱(手动狗头)。

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7
万图| | 2024-2-1 07:12 | 只看该作者

含有延展到远高于基本开关频率的谐波

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8
Uriah| | 2024-2-1 08:15 | 只看该作者

这些引线越窄越好

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9
帛灿灿| | 2024-2-1 10:11 | 只看该作者

输入电容主要是起到高频能量存储器的作用

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Bblythe| | 2024-2-1 11:14 | 只看该作者

输入滤波电容的公共端应作为其他交流电流地的唯一接点

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11
周半梅| | 2024-2-1 13:10 | 只看该作者

它们对PCB布局的重要性

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Pulitzer| | 2024-2-1 14:13 | 只看该作者

混淆的话,会引起电源工作不稳定

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童雨竹| | 2024-2-1 16:09 | 只看该作者

把这干扰信号再次辐射出去

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Wordsworth| | 2024-2-1 17:12 | 只看该作者

对变换器效率测量

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Clyde011| | 2024-2-1 18:15 | 只看该作者

把纹波电流分摊到每个电容上

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公羊子丹| | 2024-2-1 19:08 | 只看该作者

印制电路板(PCB)的线路设计

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