три частоты на АТмегу 128 с использованием таймеров, оределить изменения каждой частоты Опции

[sKWO]

суть дела такова
можно ли с хорошей точностью определить частоты поданные на таймера
АТмеги 128??
изменнения -+ 40 ГЦ (в этих пределах)
частоты 50 КГц, 90 КГц, 170 КГц.
У АТмеги 128 три таймера - один 16-ти разрядный(1). и два 8-ми разрядных.
Как правильно написать прогу на Си???
Нужно ли мне работать по флагам или подсчитывать количества переполнений таймеров
и если да то какое количество переполнений удовлетворит точности определе ления для каждой из частот
+- 2герца?
Нужно ли ставить предделители для восьмиразрядных таймеров на два или на :n?
Тактовая частота контроллера 22.1184 МГц!
Значения думаю передавать по УАРТУ!!

bodja74 у Вас возникли какае нибудь идеи?
а у Резидента?

Сообщение отредактировал sKWO - Apr 5 2007, 23:02

[rezident]

Билин, ну да, в спешке я лажанулся Это статистически неверный пример. Правильно было бы указать частоту 169990Гц, а не 169999Гц. Тогда за 1 сек как раз 10 раз набегает фаза. И получается подсчитанная частота 169847,1Гц при истиной 169990Гц. Относительная погрешность измерения получается около указанных ранее 0,09%. На порядок выше, чем при измерении 1 периода.

[=GM=]

Ну вот, стоило ненадолго ответвиться, столько всего понаписали, не знаю даже с чего начать.
Начну, пожалуй, с ликбеза, только без обидок, не нравится, просто пропустите. И это не трёп, как некоторые полагают(:-).

ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ С ПОМОЩЬЮ АВР МИКРОКОНТРОЛЛЕРА

1) Введём определения
Fо - сигнал опорной частоты,
То - период опорной частоты, То=1/Fо,
Fx - входной сигнал (меандр) неизвестной частоты, подлежащей измерению,
Тх - период входной частоты, Тх=1/Fx,
Тизм - период измерения входной частоты,
N - количество импульсов опорной частоты за время измерения,
M - количество импульсов входной частоты за время измерения.

2) Формула вычисления частоты Fx = Fо*М/N (поскольку очевидно, что То*N=Тх*М за Тизм).

3) Формула для Fx применима как к варианту с "воротами", так и к варианту со схемой захвата. При использовании схемы захвата М является точным числом, а N "гуляет" в пределах (-1,+1). При использовании "ворот" N является точным числом, а М "гуляет" в пределах (-1,+1).

Вот всё, что нам нужно знать из теории для измерения частоты.

4) Применим наши знания на практике. Выберем период измерения Тизм примерно равным одной секунде. (Примерно потому, что Тизм должен быть ТОЧНО кратен М*Тх). Пусть Fx=170 кГц, а Fо=16МГц. Тогда М=170000, а N=16000000.

Вычислим частоту по нашей формуле Fxвыч = Fо*М/N=16000000*170000/16000000=170000 Гц.
Вычислим погрешность метода. Не буду вас мучить выводом соответствующей формулы с помощью частных дифференциалов, кто захочет пусть сам потренируется, скажу только, что относительная погрешность будет суммой модулей относительных погрешностей отдельных составляющих.
Ну и ещё упростим задачу, приняв ΔFo/Fo =0 (На самом деле, кратковременная нестабильность кварцевой опоры порядка 10^(-8) или лучше).

Итак, Fx = Fо*М/(N±1)=170000±0.010625 Гц. Что нам и требовалось показать. Относительная погрешность составит 6*10^(-8). Можно добавить 10^(-8) нестабильности опоры, если требуется уточнить погрешность. Кстати, для варианта с "воротами" Fx = Fо*(М±1)/N=170000±1 Гц, как и было сказано.

5) Перейдём теперь к реализации алгоритма на микроконтроллере. В принципе, всё и так уже ясно, просто поставим точки над ϊ и чёрточки на t(:-). Сколько нам нужно захватов таймера, чтобы вычислить частоту? Два - один для захвата начала секундного интервала, и второй для захвата конца того же интервала. Пусть захват работает по прерыванию. При захвате, т.е. при положительном фронте импульса входной частоты, содержимое таймера перепишется в регистр ICR. Прекрасно, в этом же прерывании запомним в регистрах или в памяти два числа – количество импульсов Мнач и Nнач, запрещаем прерывание и выходим из него (замечу в скобках, схема захвата "молотит" по-прежнему, но прерывания запрещены), оно нам понадобится только через секунду, займёмся другими делами, скажем, расчетом частоты предыдущего цикла. Через примерно секунду работы (или вынужденного безделья, можно по таймеру) ОПЯТЬ разрешаем прерывания от схемы захвата. Как только оно произойдёт, опять запоминаем два числа – количество импульсов Мкон и Nкон, запрещаем прерывание по захвату и выходим из него, вычисляем М=Мкон-Мнач, N=Nкон-Nнач.

Вот так это всё и работает. Я, конечно многого не упомянул. Все переменные для расчета должны быть соответствующей разрядности, как минимум 32, умножение надо делать до деления, чтобы не потерять точность, вычисление частоты можно вести непрерывно, достаточно просто после вычисления частоты переписать переменные Мнач=Мкон, Nнач=Nкон. Обязателен учёт переполнения таймеров.

6) По времени выполнения, самые длительные операции – умножение и деление, скажем, по 400 тактов, остальное умещается в 500 или меньше. 1500 тактов из 16 миллионов - процессор практически свободен 99.9% времени.

7) Измерение по похожему алгоритму реализовано мной на МК 8515 и прекрасно работает более 5-ти лет в нескольких тысячах экземпляров (в Германии).

8) Последнее. Надеюсь, что defunct возьмёт назад свои слова о "трепе". Надеюсь также, что сия заметка кому-то реально поможет в понимании, в реализации или ещё в чём-нибудь.

[defunct]

8) Последнее. Надеюсь, что defunct возьмёт назад свои слова о "трепе". Надеюсь также, что сия заметка кому-то реально поможет в понимании, в реализации или ещё в чём-нибудь.

Обязательно возьму свои слова назад, но только тогда когда увижу от вас рабочий пример программы. Вы видите только одну сторону медали - точность, и не видите другой ее стороны - загрузки CPU, поэтому вам бесполезно что-то доказывать пока.