Уважаемые, вспомним первоначальную постановку вопроса:

Если я правильно понимаю, человек интересуется способом (как?), позволяющим с максимальной точностью измерить частоту (какую?) за определенный интервал времени.
Зачем ему это нужно, и что он с этими результатами будет делать - вопрос третий.

ИМХО: для измерения макимально возможной частоты нужно минимизировать длительность промежуточных процедур. Например - по возможности исключить потери на вход/выход из прерываний. Это время, как известно, составляет в среднем 4 машинных такта. Плюс 2-3 такта на прочие действия. Какие уж тут 10 МГц на входе, при клоке 20 МГц?
Очевидно, что простой опрос порта (2 такта ) с последующим инкрементом (2 такта для регистра длиннее 1-го байта) + неизбежные прочие "мелочи" (1-2 такта) - это тот минимум, ниже которого не опуститься. Т.е. реально на регистрацию одного события по входу будет тратиться не менее 4-6 машинных тактов. Отсюда вытекает максимальная частота входного сигнала - 4 МГц. На пределе!
Второй вопрос - точность измерения. Здесь она определяется точностью задания "ворот". Относительную точность "клокирования" (в тактах) реализовать не сложно, а вот обеспечить долговременную стабильность частоты расхожего "контроллерного" кристалла весьма и весьма не просто. И далеко не факт, что в течение 100 секунд эта "опора" будет стабильной...
Так что какие уж тут 0,02 Гц? Точнее - о какой достоверности подобных измерений идет речь?
Или я чего-то сильно не понимаю.

P.S. В моем первом посте ошибка - потребная длина регистра, конечно, не 64, а 32 бита. Размахнулся...

Какие "4 мгц на пределе"?? При наличии аппаратного СЧЕТЧИКА считать программно циклом опроса порта? Зачем?? Смотри пост #3, там все предельные факторы однозначно разжеваны

Действительно, в погоне за исчезающе малой ошибкой потеряли исходный вопрос(:-)...
Прежде всего замечу, что если хочется мерить максимально точно, то на время измерения лучше забыть о прерываниях, или по крайней мере на моменты обработки начала и окончания окна.

Попробуем разобраться с червём сомнения, который точит Валентиныча(:-). Для автора топика опишу вгрубе алгоритм измерения методом ворот максимальной частоты 10 МГц, поданной на ножку Т0. Таймер 1 работает в режиме измерения системного клока.

1) Исходное состояние счётчика0 и таймера1 - остановлены и обнулены.

2) Запустим таймер1 и таймер0 двумя командами
После выполнения инструкций T1=Nнач=2, T0=Mнач=0, в регистрах r12, r13 соответствующие настройки CSij для останова. Все переменные - 32-разрядные.

3) Ждём СТО секунд (делая попутно какие-то вещи и учитывая переносы таймеров в Mкон, Nкон).

4) Остановим таймер1 и таймер0 двумя командами
После выполнения инструкций T1=Nкон=2'000'000'002, T0=Mкон=1'000'000'000, в регистрах r14, r15 соответствующие настройки CSij для останова.

5) По формуле Fx=Fo*(Mкон-Mнач±1)/(Nкон-Nнач) вычисляем измеренную частоту

Fx=20000000*(1000000000-0±1)/(2000000002-2)=10000000±0.01 Гц.

Никаких чудес, никаких прерываний, частота на входе 10 МГц, точность результата не хуже ±0.01 Гц. Программы умножения 32х32 и деления 64/32 в Сети можно найти на каждом углу(:-). Фактически, мною приведена готовая программа измерения, если вы меня понимаете.

Вы говорите всё правильно, скажу только, что если уж вы решились мерять 10 МГц с такой точностью, то надо бы поставить опору, соответствующей точности, ну или по крайней мере раскошелиться на термокомпенсированный кварцевый генератор.

Есть относительно дешёвое решение - поочередно проводить измерения и калиброваться от хорошей опоры, это может быть радиосигнал, или GPS. То есть, используя секундные импульсы с GPS, сначала измерили частоту опорного генератора, используя ту же формулу и считая, что входная частота известна, затем измерили входную частоту, подставляя в формулу вычисления измеренную опорную частоту. Единственное существенное ограничение данного решения - кратковременная стабильность опорного генератора (на интервале 100 с) должна быть порядка 1Е-9 или лучше.

Да нет у меня, по большому счету, никаких сомнений. Просто я в подобных вопросах реалист-скептик, привыкший все считать для наихудшего варианта.
Ваши рассуждения (и не только Ваши, уважаемый GM) в общем верны. Точнее - верны в частном случае. Здесь же речь идет о измерении частоты сигнала одного порядка с частотой клока, и весьма ограниченными аппаратными ресурсами.
Если бы у нас был в наличии таймер длиной 32 бита - никаких возражений не последовало бы.
Но максимум, что мы имеем в AVR - 16 разрядов, т.е. каждые 3,27... мс мы будем вынуждены вываливаться в прерывание по переполнению, тратя на это (фактически - прекращая счет) как минимум 5-6 машинных циклов. Свего за время 100 секунд таких пауз будет более 30 тысяч.
Развейте это мое сомнение, и я сниму шляпу перед Вами.


Это не я решил. Более того, я как раз уверен, что этого не получится.
Не сбрасываете со счетов, что вопрос задан в разделе для начинающих, поэтому давайте не будем ориентироваться на прецизионные термокомпенсированные клокеры, которые сами по себе - большая сложность, и уж тем более - на всякие внешние источники синхронизации, типа GPS, и т.д.
Исходим из возможностей "среднеститистической" Меги в руках не очень опытного юзера.
P.S. Сразу скажу - я не считаю себя даже средненьким программером. Скорее - так, ламер-любитель.

Таймер то зачем останавливать.. он продолжает считать пока Вы обрабатываете прерывание .. причем тут 16битные или 32-ух битные таймера..?

Пардон, что он продолжает считать?

Фактически прекращать счет не надо! вообще не надо. В обсужденнии про измерения частоты (другая ветка), все это обсуждалось. Вываливаемся в прерывание не останавливая (аппаратного ) счетчика (хоть 8битного).. , счетчик продалжает считать интервал времени, А мы в это время (если 8битный таймер то за 256клоков, если 16 то за 65536 ) должны обработать прерывание..(увеличить к примеру 32-ух битную переменную)..можно хоть год так чтитать.. неговоря о 100секундах.. и точность будет привязанна только к погрешностям опоры..(кварца)

Повторю вопрос - что считаем?
Если внутренний клок, то без проблем. А как считать внешние события в те моменты (4-5 циклов), когда обрабатывается прерывание по переполнению? Возникают пропуски? Или "захват" - автономная аппаратная функция?

Внешние считаются так же на аппаратном уровне. т.е. обработка прерываний переполнения таймера от внешней частоты идет параллельно аппаратному увеличению таймера(внешняя частота заведена на вход счета таймера).

Ну, шляпу снимать не надо, это лишнее(:-). Пока я добрался до работы, вам уже ответили, но вижу всё же у вас остались кое-какие сомнения, так что дополню.

Да, прерывания будут и много, но я не вижу проблем с их обработкой, даже в том случае, когда два прерывания от двух таймеров наложатся во времени. Вы просто упускаете из виду, что раз запущенный таймер работает всё то время, пока его не остановят, следовательно, перерывов в счёте не будет.

И уж если говорить о количестве прерываний по переполнению и о времени обработки, то надо бы говорить о прерываниях от 8-битного таймера0, которые будут следовать каждые 25,6 мкс для входной частоты 10 МГц. Но даже этого времени (примерно 250 команд) с лихвой хватит, чтобы обработать два наложившихся прерывания от обоих таймеров. Даже если любитель будет писать на си(:-).

Конечно, 32-битного таймера нет, да он и не нужен, вместо него прекрасно справляется программная эмуляция двух старших байт. А для таймера0 - даже трёх байт.

Не знаю почему вы говорите. что вопрос задан в разделе для начинающих, разве его передвинули? Оценка точности, приводимая выше, не учитывает погрешности опорного генератора, т.е. я считал, что ΔFo/Fo=0, хотя это не так. Для учёта надо относительную погрешность генератора добавить к относительной погрешности применяемого метода. Где-то я читал (не помню, а искать лень), что кратковременная нестабильность современных кварцевых генераторов на интервале одна секунда достигает 1Е-12, ну пусть будет 1Е-10 на интервале 100 секунд, всё равно наша погрешность (1Е-9) на порядок выше. Так что результат вполне приемлен для радиолюбителя средней руки, я уж не говорю о начинающих. Даже если не применять неких специальных мер к улучшению. В программу можно встроить программную подстройку окна и делать проверку пару раз в год на эталоне, если уж сильно нужна абсолютная точность.

Итак, главным результатом является то, что измерение входной частоты, доходящей до половины тактовой частоты процессора вполне возможно на голом микроконтроллере, с хорошей точностью и недорого.

Виноват - перед этим что-то смотрел в разделе для чайников, видно - "наложилось".
Что касается непрерывности работы таймера, это мне известно. Но был уверен, что внешние события обрабатываются только по прерываниям. Если это не так, то должен согласиться с Вашими доводами, и... снять шляпу!
Однако, в попытке "сохранить лицо" выскажу еще одно сомнение:
Если не изменяет память, минимальное время, необходимое для обработки "захвата" - 50 нс. А это как раз период клока. И 10 Мгц гарантированно будут обрабатываться только в том случае, если входная и тактовая частоты синхронны (и синфазны?).
Или я опять чего-то не учитываю?


Пишу исключительно на асме. Си - не знаю.

Ну, выше я вам привёл пример измерения 10 МГц с помощью метода ворот, а не захвата. Про метод захвата я где-то говорил, что он работает до Fо/5, в нашем случае до 4 МГц. Недавно, правда нашёл способ, как на некоторых МК, атмега128, мерять частоту до Fо/2, т.е. до 10 МГц, как и в методе ворот. Точность к сожалению всего в два раза выше, чем при методе ворот, но иногда и это существенно.

Насколько я понимаю, как работает атмега, длительность нуля и единицы входного сигнала ВСЕГДА не должна быть меньше, чем один такт процессора, поскольку в МК практически на каждом пине стоит синхронизатор, но входная частота не обязана быть синхронной по отношению к тактовой частоте процессора.

Итак, сигнал частотой 10 МГц будет гарантированно обрабатываться, если он будут меандром со скважностью два, несинхронным к тактовой частоте.

спасибо всем участникам информация очень помогла