【正文】 （ College of Electrical and Information Engineering ,Huainan Normal University) Abstract: This study designed a secondary instrument frequency meter based on the STM32 MCU (Micro Controller Unit).Generally, in the industrial production ,many spot signals like pressure and temperature and flux are send out by homologous pressure transmitter and temperature transmitter and flux transmitter respectively. All in all, the physical quantity is transfered by specific sensor into a frequency signal rated from 200HZ to instrument frequency meter is used to detect the corresponding frequency and transfer it into corresponding physical quantity ,then display it. Keywords: stm32, secondary instrument, frequency meter, sensor, actual physical quantity, frequency signal 二次儀表頻率計(jì)設(shè)計(jì) 2 前 言 通常工業(yè)生產(chǎn)中，各種現(xiàn)場(chǎng)物理量如壓力、溫度、流量等都是通過(guò)相應(yīng)壓力變送器、溫度變送器、流量變送器傳送出來(lái)的。這些變送器是把物理量轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的 200Hz800Hz 的頻率信號(hào)，為了準(zhǔn)確讀出這些物理量的值，就需要通過(guò)頻率計(jì)準(zhǔn)確無(wú)誤的測(cè)量出變送頻率并換算成實(shí)際的物理數(shù)值。 圖 1 系統(tǒng)方案圖 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 3 為了去除包括工頻干擾在內(nèi)的其他低頻干擾，在信號(hào)輸入端設(shè)計(jì)了高通濾波器，濾除 200Hz 以下的低頻干擾。 Keil MDK，也稱 MDKARM， Realview MDK、 IMDK、 uVision4 等 。 STM32F103RCT6 采用 供電，為了去除電源噪聲干擾，在每個(gè)電源引腳接了去耦電容，并且將模擬地和數(shù)字地分開(kāi)，在單點(diǎn)處用 0 歐電阻或電感連接。所以 用來(lái)給單片機(jī)供電和 LED 供電。許多器件都用它來(lái)仿真調(diào)試， STM32 當(dāng)然也不例外。有源濾波電路相對(duì)于無(wú)源濾波電路，具有較高的開(kāi)環(huán)電壓增益和輸入阻抗、較低的輸 出阻抗和很好的自適應(yīng)能力。 圖 6 高通濾波電路 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 7 信號(hào)波形整形 高通濾波電路輸出的是頻率信 號(hào)的正電壓部分，為了獲得單片機(jī)能夠是別的脈沖信號(hào)就必須對(duì)其整形。 LCD128128控制端口為數(shù)據(jù)命令選擇端口（ RS）、片選端口（ CS）、讀端口 (RD)、寫端口(WR)，以及八位數(shù)據(jù)端口（ D0D7）。 圖 8 按鍵輸入電路圖 LED 狀態(tài)指示燈用以指示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和輸入頻率大小。在循環(huán)中更新顯示、讀取鍵值。 按鍵初始化之后需要再循環(huán)里不斷地檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到按鍵輸入引腳拉低時(shí)，即有按鍵按下，然后延時(shí) 20 毫秒進(jìn)行按鍵“消抖”，因?yàn)槭?動(dòng)操作會(huì)有抖動(dòng)，如不進(jìn)行消抖操作，那么短時(shí)間會(huì)判斷出有多次按鍵操作。STM32 時(shí)鐘包括 AHB 高速系統(tǒng)時(shí)鐘總線、 APB2 高速外設(shè)時(shí)鐘總線和 APB1 低速外設(shè)時(shí)鐘總線。 STM32 輸入捕獲和定時(shí)器 STM32 輸入捕獲的原理是當(dāng)選定的輸入引腳發(fā)生選定的脈沖觸發(fā)沿（上升沿或下降沿）的時(shí) 候，該時(shí)刻定時(shí)器的計(jì)數(shù)值 TIMx_CNT 會(huì)被保存 ，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生捕獲中斷。 = TIM_CounterMode_Up。 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure。下面的就是 TIM2 的中斷入口函數(shù)： void TIM2_IRQHandler() { //判斷增計(jì)數(shù)中斷標(biāo)志位置位 if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) { //清除中斷標(biāo)志 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update)。GPIO_InitStructure)。TIM_ICInitStructure)。 人機(jī)界面程序設(shè)計(jì) 人機(jī)交互界面程序設(shè)計(jì)包括 LCD128x128 程序設(shè)計(jì)、 LED 狀態(tài)指示燈設(shè)計(jì)和按鍵輸入程序設(shè)計(jì)。 uint8 Msk[32]。 = GPIO_Mode_IPU。當(dāng)有頻率輸入時(shí)自動(dòng)顯示轉(zhuǎn)換后的物理數(shù)值。 //點(diǎn) 亮 LED if(++i==2)i=0。 硬件電路測(cè)試電源模塊 穩(wěn)壓正常輸 出；晶振起振，單片機(jī)能正常操作； SWD 仿真正常，而且下載速度很快； LCD128x128 顯示正常，按鍵和 LED 操作正常；當(dāng)信號(hào)輸入端加入正弦波、三角波等波形時(shí)，高通濾波器成功濾除低頻干擾，濾波效果較好； LM393 比較整形電路的輸出端是很理想的脈沖信號(hào)；信號(hào)輸入和按鍵部分電路實(shí)物圖如圖 14 所示。 與傳統(tǒng)的測(cè)量方式相比，運(yùn)用了單片機(jī)頻率計(jì)有著體積更小，運(yùn)算速度更快，測(cè)量范圍更寬的優(yōu)點(diǎn) ，而且電路簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)周期和成本都降低 。 二次儀表頻率計(jì)設(shè)計(jì) 18 參考文獻(xiàn)： [1]譚浩強(qiáng) .C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) [M].北京清華大學(xué)出版社 .1999:109131. [2]程佩青 .數(shù)字信號(hào)處理教程 [M].北京清華大學(xué)出版社 .1999:1021. [3]陳曾平 .電路 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M].北京高等教育出版社 .20xx:100110. [4]于海生 .計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M].北京機(jī)械工業(yè)出版社 .20xx:1119. [5]劉同法 .單片機(jī)外圍接口電路 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 .20xx:95129. [6]馮先成 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京北京航空航天大學(xué)出版社 .1999:210216. [7]王世英 ， 趙有聲 . 給數(shù)字頻率計(jì)增 加功能 [J].電子技術(shù) .1980 年 11 期 . [8]肖洪兵 .跟我學(xué)用單片機(jī) [M].北京航空航天大學(xué)出版社 .. [9]何立民 .單片機(jī)高級(jí)教程 第 1 版 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 .20xx. [10]鄭茂欣 .自制 數(shù)字頻率計(jì) [N].電子報(bào) .20xx 年 . [11]李廣第 .單片機(jī)基礎(chǔ) 第 1 版 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 .1999. [12]徐惠民 ,安德寧 .單片微型計(jì)算機(jī)原理接口與應(yīng)用 第 1 版 [M].北京郵電大學(xué)出版社 .1996. [13] 夏繼強(qiáng) .單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 ,20xx. [14] 陳志旺 .STM32 嵌入式微控制器原理，應(yīng)用技術(shù) .電子工業(yè)出版社 ,20xx. [15]何立民 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全 .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,1994. [16]杜鐵軍，李群．流行單片機(jī)應(yīng)用子程序及應(yīng)用實(shí)例．西安：西安 電子科技大學(xué)出版社， 20xx. [17]邱光源等 .《電路基礎(chǔ)》［ M］ .高等教育出版社 1998. 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 附錄 主程序： include include include include include static void System_Init(void)。 TIMx_Init()。 } } /********************************************************************************* * 功能： System_Init * 參數(shù)： NULL * 返回： NULL * 備注：系統(tǒng)初始化 **********************************************************************************/ static void System_Init(void) { RCC_Configuration()。 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_