STM32单片机频率计设计：整形与测量策略

本资源主要介绍了基于STM32单片机的简易频率计的设计和实现方法。该系统的核心思想是通过整形电路将信号源输出的正弦波信号转化为同频率的方波信号，然后利用单片机的定时/计数功能精确测量信号频率。设计过程注重了测量精度和信号频率范围的适应性。 1. 整形电路方案: - 方案一选用单门限比较器，其优点是电路简单、转换速度快，但易受输入信号不稳定的影响，可能产生误翻转。 - 方案二采用迟滞比较器，虽然可以避免误翻转，但输出存在滞后，考虑到信号源的稳定性及测量精度需求，最终选择了单门限比较器。 2. 测量方案: - 测周法适用于低频测量（1Hz~1MHz），通过单片机定时器捕获信号周期，存在因中断产生的误差，尤其在高频下影响精度。 - 测频法适用于高频测量，通过定时器计数信号脉冲，虽然存在1S内计数误差，但高频时误差较小，因此采用高低频段切换策略。 3. 系统设计: - 总体设计包括STM32单片机作为核心处理器，配合整形电路、定时/计数功能，进行数据处理并显示测量结果。设计目标是实现5位有效数字的频率测量。 4. 测量原理: - 分为低频和高频两段，低频采用测周期法，通过单片机计数输入信号周期与标准时钟信号的关系，通过公式计算频率，利用高频率时钟信号减小计数误差。 - 高频段采用测频法，利用定时器的计数功能直接测量信号频率，减少闸门时间带来的误差。 通过这种设计，系统能够在不同的频率范围内提供相对准确的频率测量，并通过灵活的测量策略优化了测量精度。整体上，这是一个实用且具有较高测量准确性的简易频率计设计。