15W408AS PCA捕获测频率，只能600Hz-180KHz，指导 - 第2页 - 综合讨论 - 国芯人工智能技术交流网站

乘风飞扬 发表于 2025-8-26 15:23:37

Printy陈发表于 2025-8-26 15:06
58按理说STC15W408AS应该可以做到吧

理论上是可以，但是要在这么短时钟内处理好捕获结果，代码就得很精简。

梁工发表于 2025-8-26 16:10:03

Printy陈发表于 2025-8-26 13:36
之前我用是P3.4 脚接外部脉冲的，就是看网上贴子说PCA可以测频率更准，就改成了P3.5 CCP0_2 引脚 PCA。哎。 ...

将P3.4、P3.5连在一起，Timer0通过P3.4-T0对外计频率，当频率较小时，启动P3.5-CCP0-2捕获测周期计算频率。

Printy陈 发表于 2025-8-26 16:29:46

我试试，谢谢了，定时器0最大可以测多少

梁工发表于 2025-8-26 16:53:54

Printy陈发表于 2025-8-26 16:29
我试试，谢谢了，定时器0最大可以测多少

定时器测频最高可以FOSC/2，比如FOSC=32MHz，则测频最高16MHz。

Printy陈 发表于 6 天前

梁工发表于 2025-8-26 16:10
将P3.4、P3.5连在一起，Timer0通过P3.4-T0对外计频率，当频率较小时，启动P3.5-CCP0-2捕获测周期计算频率 ...

我改用T0计数，自己测试的时候1Hz-2Mhz 都还勉强过的去，拿给别人测试回来发现，数据跳动很大，也很不稳定，又全乱了，低频更是离谱，麻烦帮我分析一下原因。P34 P３５短接的

#include <STC15.H>
#include <intrins.h>

//------------------------------------------------------------------
// 类型定义
//------------------------------------------------------------------
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned long u32;

//------------------------------------------------------------------
// LCD引脚定义
//------------------------------------------------------------------
sbit LCD_RS = P3 ^ 2;
sbit LCD_RW = P3 ^ 3;
sbit LCD_EN = P3 ^ 7;
#define LCD_DATA P1

//------------------------------------------------------------------
// 全局变量定义
//------------------------------------------------------------------
#define RNG_HIGH 0
#define RNG_MID 1
#define RNG_LOW 2

volatile u8 range;
volatile u8 range_changed;
volatile u16 gate_ticks;
volatile u16 gate_counter;
volatile u16 t0_overflow_count;
volatile u32 raw_count;
volatile bit data_ready;
volatile bit measure_done;

#define FILTER_SIZE 3
u32 freq_buffer;
u8 buffer_index;
u32 filtered_freq;

u16 gate_time_ms;
char disp_buf;

//------------------------------------------------------------------
// LCD驱动函数
//------------------------------------------------------------------
void delay_ms(u16 n)
{
u16 i, j;
for (i = n; i > 0; i--)
   for (j = 1140; j > 0; j--)
         ;
}

void lcd_busy_check()
{
delay_ms(2);
}

void lcd_write_cmd(u8 cmd)
{
lcd_busy_check();
LCD_RS = 0;
LCD_RW = 0;
LCD_DATA = cmd;
LCD_EN = 1;
_nop_();
_nop_();
LCD_EN = 0;
}

void lcd_write_data(u8 dat)
{
lcd_busy_check();
LCD_RS = 1;
LCD_RW = 0;
LCD_DATA = dat;
LCD_EN = 1;
_nop_();
_nop_();
LCD_EN = 0;
}

void lcd_set_cursor(u8 pos)
{
lcd_write_cmd(0x80 | pos);
}

void lcd_init()
{
delay_ms(15);
lcd_write_cmd(0x38);
delay_ms(5);
lcd_write_cmd(0x38);
delay_ms(100);
lcd_write_cmd(0x38);
delay_ms(100);
lcd_write_cmd(0x38);
lcd_write_cmd(0x0C);
lcd_write_cmd(0x06);
lcd_write_cmd(0x01);
delay_ms(2);
}

void lcd_show_string(u8 pos, u8 *str, u8 len)
{
u8 i;
lcd_set_cursor(pos);
for (i = 0; i < len; i++)
{
   lcd_write_data(str);
}
}

//------------------------------------------------------------------
// 数字转字符串函数（显示原始数据）
//------------------------------------------------------------------
/*void num_to_str(u32 num, u8 *buf)
{
u8 i;
u8 digits = 0;
u32 temp = num;

// 计算位数
do
{
   digits++;
   temp /= 10;
} while (temp > 0);

// 数字转字符
temp = num;
for (i = 0; i < digits; i++)
{
   buf = '0' + (temp % 10);
   temp /= 10;
}

// 前面补空格
for (i = digits; i < 8; i++)
{
   buf = ' ';
}
buf = '\0';
}*/
void freq_to_str(u32 freq_hz, u8 *buf)
{
u8 i;

if (freq_hz >= 1000000)
{
   // 1MHz及以上：显示为X.X MHz
   u32 temp = freq_hz / 100000; // 转换为0.1MHz单位

   buf = '0' + (temp / 10); // 整数位
   buf = '.';
   buf = '0' + (temp % 10); // 一位小数
   buf = 'M';
   buf = 'H';
   buf = 'z';
   buf = ' ';
   buf = ' ';
}
else if (freq_hz >= 100000)
{
   // 100kHz-999kHz：显示为XXX.X kHz
   u32 temp = freq_hz / 100; // 转换为0.1kHz单位

   buf = '0' + (temp / 1000) % 10; // 百位
   buf = '0' + (temp / 100) % 10;// 十位
   buf = '0' + (temp / 10) % 10; // 个位
   buf = '.';
   buf = '0' + (temp % 10); // 一位小数
   buf = 'k';
   buf = 'H';
   buf = 'z';
}
else if (freq_hz >= 10000)
{
   // 10kHz-99.9kHz：显示为XX.X kHz
   u32 temp = freq_hz / 100; // 转换为0.1kHz单位

   buf = '0' + (temp / 100) % 10; // 十位
   buf = '0' + (temp / 10) % 10;// 个位
   buf = '.';
   buf = '0' + (temp % 10); // 一位小数
   buf = 'k';
   buf = 'H';
   buf = 'z';
   buf = ' ';
}
else if (freq_hz >= 1000)
{
   // 1kHz-9.9kHz：显示为X.X kHz
   u32 temp = freq_hz / 100; // 转换为0.1kHz单位

   buf = '0' + (temp / 10); // 整数位
   buf = '.';
   buf = '0' + (temp % 10); // 一位小数
   buf = 'k';
   buf = 'H';
   buf = 'z';
   buf = ' ';
   buf = ' ';
}
else
{
   // 1Hz以下：显示为XXX Hz
   if (freq_hz == 0)
   {
         buf = '0';
         buf = ' ';
         buf = 'H';
         buf = 'z';
         for (i = 4; i < 8; i++)
            buf = ' ';
   }
   else
   {
         // 计算位数
         u8 digits = 0;
         u32 temp = freq_hz;
         do
         {
            digits++;
            temp /= 10;
         } while (temp > 0);

         // 数字转字符
         temp = freq_hz;
         for (i = 0; i < digits; i++)
         {
            buf = '0' + (temp % 10);
            temp /= 10;
         }

         // 添加单位
         buf = ' ';
         buf = 'H';
         buf = 'z';

         // 后面补空格
         for (i = digits + 3; i < 8; i++)
         {
            buf = ' ';
         }
   }
}

buf = '\0';
}
//------------------------------------------------------------------
// 指数平滑滤波
// Y(n) = α × X(n) + (1-α) × Y(n-1)
// Y(n)：当前滤波后的输出值
// X(n)：当前输入的新值
// Y(n-1)：上一次滤波后的输出值
// α：平滑系数（0 < α < 1）a值越小，平滑效果越强，响应越慢，显示越慢越稳定
// 推荐α值：
// 低频信号：α = 0.2（强平滑）
// 中频信号：α = 0.3（中等平滑）
// 高频信号：α = 0.4（弱平滑）
//------------------------------------------------------------------

u32 median_filter(u32 new_value)
{
static u32 filtered = 0;

if (filtered == 0)
{
   filtered = new_value;
}
else
{
   // 平滑系数可调：数值越小越平滑，但响应越慢
   filtered = (filtered * 7 + new_value * 3) / 10;
}

return filtered;
}

//------------------------------------------------------------------
// 频率计算和量程自动切换
//------------------------------------------------------------------

void process_measurement_data()
{
u32 current_freq;
u8 new_range;
u8 i;

if (!data_ready)
   return;

// 计算频率 (Hz) = 计数值 / (闸门时间/1000)
current_freq = raw_count * 1000UL / gate_time_ms;
filtered_freq = median_filter(current_freq);

// 量程自动切换
new_range = range;
if (range == RNG_HIGH)
{
   if (filtered_freq < 8000)
         new_range = RNG_MID;
}
else if (range == RNG_MID)
{
   if (filtered_freq > 9500)
         new_range = RNG_HIGH;
   else if (filtered_freq < 400)
         new_range = RNG_LOW;
}
else if (range == RNG_LOW)
{
   if (filtered_freq > 450)
         new_range = RNG_MID;
}

if (new_range != range)
{
   range = new_range;
   range_changed = 1;

   if (range == RNG_HIGH)
   {
         gate_ticks = 2; // 20ms
         gate_time_ms = 20;
   }
   else if (range == RNG_MID)
   {
         gate_ticks = 20; // 200ms
         gate_time_ms = 200;
   }
   else if (range == RNG_LOW)
   {
         gate_ticks = 200; // 2000ms
         gate_time_ms = 2000;
   }

   gate_counter = gate_ticks;

   for (i = 0; i < FILTER_SIZE; i++)
   {
         freq_buffer = 0;
   }
   buffer_index = 0;
}

data_ready = 0;
measure_done = 1;
}

//------------------------------------------------------------------
// IO口初始化
//------------------------------------------------------------------
void io_init()
{

// P3.4 P3.5 设置为高阻输入 P3.2 P3.3 P.7 设置为推挽输出
P3M1 = 0x30;
P3M0 = 0x8c;

// LCD数据端口设置为准双向口
P1M1 = 0x00;
P1M0 = 0x00;
}

//------------------------------------------------------------------
// 定时器初始化（T0 1分频，T2 12分频）
//------------------------------------------------------------------
void timer_init()
{
// 初始化变量
range = RNG_MID;
range_changed = 0;
gate_ticks = 20; // 初始200ms
gate_counter = 20;
gate_time_ms = 200;
t0_overflow_count = 0;
raw_count = 0;
data_ready = 0;
measure_done = 0;
buffer_index = 0;
filtered_freq = 0;

// 清空滤波缓冲区
for (buffer_index = 0; buffer_index < FILTER_SIZE; buffer_index++)
{
   freq_buffer = 0;
}
buffer_index = 0;

// T0 配置：计数器模式，1T模式（1分频）
TMOD &= 0xF0; // 清除T0相关设置
TMOD |= 0x00; // 设置为模式0（16位自动重装载）
TMOD |= (1 << 2); // 设置为外部计数模式
AUXR &= 0x7F; // 清除AUXR最高位
AUXR |= 0x80; // T0 1T模式（1分频）
TH0 = 0;
TL0 = 0;

AUXR &= 0xE3; // 0xE3 = 1110 0011//设置T2 为12T分频，用作定时器
T2L = 0x00; // 设置定时初始值10ms
T2H = 0xDC; // 设置定时初始值10ms

TR0 = 1; // 启动T0
ET0 = 1; // 使能T0中断

AUXR |= 0x10; // 启动T2
IE2 |= 0x04;// 使能T2中断

EA = 1; // 使能全局中断
}

//------------------------------------------------------------------
// 中断服务函数
//------------------------------------------------------------------
void timer0_isr() interrupt 1
{
t0_overflow_count++;
}

void timer2_isr() interrupt 12
{
u32 total_count;

if (--gate_counter == 0)
{
   gate_counter = gate_ticks;

   TR0 = 0;
   ET0 = 0;
   total_count = (u32)t0_overflow_count * 65536UL + (TH0 << 8) + TL0;

   TH0 = 0;
   TL0 = 0;
   t0_overflow_count = 0;
   TR0 = 1;
   ET0 = 1;

   raw_count = total_count;
   data_ready = 1;
}
}

//------------------------------------------------------------------
// 主函数
//------------------------------------------------------------------
void main()
{
u8 freq_str;

io_init();
lcd_init();
timer_init();

// 显示固定标题
lcd_show_string(0x80, "Waiting.", 8);

while (1)
{
   process_measurement_data();

   if (measure_done && !range_changed)
   {
         // 显示原始频率数值
         freq_to_str(filtered_freq, freq_str);
         lcd_show_string(0x80, freq_str, 8);

         measure_done = 0;
   }

   if (range_changed)
   {
         range_changed = 0;
         measure_done = 0;
   }
}
}

Printy陈 发表于 6 天前

发现这两脚要连一起，否则干扰很大，想不通啊哪怕模拟地和数字地连我都可以理解

梁工发表于 6 天前

Printy陈发表于 2025-8-28 18:33
发现这两脚要连一起，否则干扰很大，想不通啊哪怕模拟地和数字地连我都可以理解
...

你输入信号是悬空的吗？你的信号地（或信号负极）接哪里？
你输入接口不是差分，也没有地回路，你的干扰会很大甚至不正常，所以你要将2脚接地才有回路。
先用信号发生器输出信号直接接单片机测试，测试稳定后再接外部输入信号测试。

Printy陈 发表于 5 天前

梁工发表于 2025-8-28 22:54
你输入信号是悬空的吗？你的信号地（或信号负极）接哪里？
你输入接口不是差分，也没有地回路，你的干扰 ...

恩恩，应该是这个原因，非常感谢指导。{:baoquan:} ，这次测频用计数器最终解决了，下次改进打算换种单片机实现精密测频，占空比，有推荐的型号吗

梁工发表于 5 天前

Printy陈发表于 2025-8-29 08:03
恩恩，应该是这个原因，非常感谢指导。，这次测频用计数器最终解决了，下次改进打算换种单片机实现精密 ...
STC8H、STC32G、AI8051U这些都可以。精度取决于时钟的精度，高精度方式推荐使用恒温可压控微调的有源晶振（通常是10MHz）+北斗模块驯服，作为MCU主时钟，输入增加外部高速分频计数，可以做到0~50MHz、0~2.4GHz两档测频，也可以测周期，精度能达到0.01ppm，用于定时年误差不超过0.3秒。

Printy陈 发表于 5 天前

梁工发表于 2025-8-29 09:56
STC8H、STC32G、AI8051U这些都可以。精度取决于时钟的精度，高精度方式推荐使用恒温可压控微调的有源晶振 ...

好的，谢谢我去了解一下

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