使用测频法测量高转速时,当被测齿盘为12齿时,测量的转速值的尾数总是0或5,不会出现1,2,3,4
1、由于需要测量频率比较高的转速,因此采用测频法测量。2、使用T1计数
3、T0使用CTC模式,T0的定时时间=10ms。
在T0中断服务程序中读取T1的读数。
4、设计一个队列,队列长度 = 100(保存100次读取的脉冲数,100 * 10ms = 1s),这样从队列中取出的脉冲数的累加,刚好是1秒钟的脉冲值。
5、当测速的齿盘=60齿时, 队列中的脉冲数全部累加,刚好等于转速值。
即:转速值 = 1秒的脉冲累加 * 60秒 / 60齿 (转速误差±1rpm)
问题是:我现在的齿盘的齿数是12齿, 如果仍然使用1秒钟的队列保存最近1秒钟的脉冲数的话,
即:
转速 = 1秒的脉冲累加 * 60秒 / 12齿
由于 :(1)、1秒钟的脉冲累加是个整数。
(2)、60/12 = 5
因此计算的转速值的尾数只能是0或5,尾数不会出现(1,2,3,4,6,7,8,9)
虽然我可以使用5秒钟的队列来累加脉冲个数,但是由于时间太长,计算得到的实际转速的“实时性”太差,这种想法在实际应用中不好。
请问:
如何解决测频法,计算齿盘为12齿的转速的方法呢? 改变队列长度…… 为什么要用测频法呢,可以用时间测试方法呀;假设转速10000,12齿倍频后的脉冲2000Hz,周期500uS,使用芯片捕获功能,只要500uS/10000 = 0.05uS,即20M时钟可以满足1转的分辨率,实际上可以设置中断计数器,在第N个脉冲时开启捕获,如10个周期捕获一次,可以用2M的时钟满足要求; 转速值 = 1秒的脉冲累加 * 60秒 / 60齿 (转速误差±1rpm)
设1秒的脉冲累加为x,转速值是y,你会发现
y=x*60/60=x;
而 转速 = 1秒的脉冲累加 * 60秒 / 12齿
y=x*60/12=5x;
实际上是把1秒的脉冲累加乘以5,想想就知道乘以5尾数的结果不是0就是5了... 楼主可以用对预定的脉冲个数计时然后算出频率 ...没认真看贴哈哈,2楼说的对,一般快速测频率,慢速测脉宽。 回复【1楼】hemjidn 捱多年
改变队列长度……
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如果被测齿数是37齿呢?而且实际中有这样的齿盘。
根据:转速 = M
----- M = 在T周期内测量的脉冲个数
T*P T = 时间
P = 齿盘数
回复【2楼】mcu5i51 学途浪子
为什么要用测频法呢,可以用时间测试方法呀;假设转速10000,12齿倍频后的脉冲2000hz,周期500us,使用芯片捕获功能,只要500us/10000 = 0.05us,即20m时钟可以满足1转的分辨率,实际上可以设置中断计数器,在第n个脉冲时开启捕获,如10个周期捕获一次,可以用2m的时钟满足要求;
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因为是高频率,因此只能使用测频法,才能减小误差,如果用测周期法,误差太大。 楼主试试我的办法,假如预计频率为100HZ,将计数器1预置255-100=155,同时启动定时器2,计数器1溢出中断时关闭定时器2,这样得到的时间长度为定时器2溢出次数*定时器2溢出时间+定时器2当前计数,然后换算一下,转速=5*100/t,由于时间分辨率高,所以得到的转速分辨率也高 测试方法已决定了测量精度为5,所以尾数是否出现(1,2,3,4,6,7,8,9),意义并不大。 楼主钻进牛角尖了;
其实无论你测试周期还是计数(频率),都可以打到你所要的精度,所不同的是要求不同;
测试周期要求较高的时间单位,测试频率要求较长的测试时间,精度只与你的时钟精度有关。
周期测试分辨率只由可以分辨的最少时间决定,可以曾加有效圈数(脉冲个数)提高,同时会延长测试时间;
频率方式分辨率只由你的测试时间决定,可以增加一圈的脉冲数减少时间;
如果10000转,12个脉冲时你要达到1转分辨率用时 60/12 = 5秒,低于此值,任何算法都达不到预定分辨率,你要1秒钟只有5转分辨率了。 可以给你详细流程的人不会太多,大家都不会有太多的时间帮你完成,一般只能给你思路,具体看你自己了;
换个角度想问题,你会发现新天地! 回复【9楼】mcu5i51 学途浪子
楼主钻进牛角尖了;
其实无论你测试周期还是计数(频率),都可以打到你所要的精度,所不同的是要求不同;
测试周期要求较高的时间单位,测试频率要求较长的测试时间,精度只与你的时钟精度有关。
周期测试分辨率只由可以分辨的最少时间决定,可以曾加有效圈数(脉冲个数)提高,同时会延长测试时间;
频率方式分辨率只由你的测试时间决定,可以增加一圈的脉冲数减少时间;
如果10000转,12个脉冲时你要达到1转分辨率用时 60/12 = 5秒,低于此值,任何算法都达不到预定分辨率,你要1秒钟只有5转分辨率了。
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明白了,但是我也想用5秒钟的时间累加脉冲数,但是,
(1)、得到的转速“实时性”太差
(2)、如果齿盘的齿数不能被1分钟整除,例如:齿盘的齿数=37齿(实际中有这样的齿盘),那么,又需要累加多少时间的脉冲数呢? 纠结呀! 看来楼主没看我的回复 ............无语
LZ能不能用大于1HZ的时钟做MCU时钟源呀,你就不能用毫秒为单位呀,有多少人可以分清1秒一次显示和一秒0.9次显示呀!
还是建议测试时间,我也前做过一个转速表,同 cqfeiyu 的方法类似,用一个500MS的计时器做刷新计时,用另一个定时器中断扩大计时范围的方法测试时间,同时记录圈数,这样当超过500mS的时候得到两个数值,即0.5S的圈数,和这个圈数所用时间,很容易得到转速了;当时是一圈1个脉冲,2000转显示1转分辨率,0.5秒测一次,取最后两次平均值显示,超过0.5秒没有信号判断为0转,也就是不能测试12转以下的转速,发动机转速是400-2200,足够用了; 回复【4楼】cqfeiyu
楼主可以用对预定的脉冲个数计时然后算出频率
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这是测周期法。
请问:对于11.0592MHZ的晶体振荡器,被测最低频率是多少,被测最高频率是多少? 还有回复【13楼】mcu5i51 学途浪子
............无语
lz能不能用大于1hz的时钟做mcu时钟源呀,你就不能用毫秒为单位呀,有多少人可以分清1秒一次显示和一秒0.9次显示呀!
还是建议测试时间,我也前做过一个转速表,同 cqfeiyu 的方法类似,用一个500ms的计时器做刷新计时,用另一个定时器中断扩大计时范围的方法测试时间,同时记录圈数,这样当超过500ms的时候得到两个数值,即0.5s的圈数,和这个圈数所用时间,很容易得到转速了;当时是一圈1个脉冲,2000转显示1转分辨率,0.5秒测一次,取最后两次平均值显示,超过0.5秒没有信号判断为0转,也就是不能测试12转以下的转速,发动机转速是400-2200,足够用了;
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我明白你的意思,两个定时器,其中T0用于定时,CTC中断,500us中断一次,
T1用于计数脉冲,CTC中断,规定T1计满50个脉冲时,进入T1的CTC中断。
(1)、T0中断用于记录:计满50个脉冲,进入了多少次T0中断CTC中断---> n1
(2)、T1计满50个脉冲时,进入T1的CTC中断,读取T0的当前值 ---> n2
这样50个脉冲所用的时间= n1*500us + n2
不知道对不对? 楼主这样把每个计数周期作为独立的测量周期的话只能精确到5转,每个周期的计数不能清零的,每个测量周期还要加上前次的累计误差数,我以前做过这样的转速计,每转只有2个脉冲,1500转/分,也能精确到1转/分的,也是1秒一个测量周期的。开始也是和楼主一样,显示值有几十转的跳动,后来改进了算法后就很稳定了。当时用的ATMega8L,频率8M,用2个中端,一个是脉冲捕捉,一个是1s的定时器。 找到了源程序,只是没有注释,贴上来给楼主参考下
/*****************************************************
This program was produced by the
CodeWizardAVR V1.25.9 Professional
Automatic Program Generator
?Copyright 1998-2008 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project :
Version :
Date : 2010-2-6
Author: huangqi
Company : wxhx
Comments:
Chip type : ATmega8L
Program type : Application
Clock frequency : 8.000000 MHz
Memory model : Small
External SRAM size: 0
Data Stack size : 256
*****************************************************/
#include <mega8.h>
unsigned int num,snum=0,cpcnt=0,prcnt=0,sdata=0;
unsigned int time=0,np=0,ncp=00;
unsigned char bnum=0,maxnum=3;
long dcnt=0;
bit upd=0,fcp=0,fcal=0;
// Timer 1 output compare A interrupt service routine
interrupt void timer1_compa_isr(void)
{
// Place your code here
PORTD=(char)snum;
PORTC=(char)(snum>>8);
upd=1;
np++;
}
// Timer 1 input capture interrupt service routine
interrupt void timer1_capt_isr(void)
{
// Place your code here
/* if(restart==1)
{
TCNT1=0;
ncp=0;
np=0;
dcnt=0;
time=0;
restart=0;
}
else
{ */
cpcnt=ICR1;
fcp=1;
// }
}
// Declare your global variables here
trans()
{
unsigned int i;
unsigned char t,ii;
i=sdata;
t=(i/1000)%10;
i%=1000;
t=i/100;
i%=100;
t=i/10;
t=i%10;
for (ii=0;ii<4;ii++)
{
switch(t)
{
case 0:
num=0x0005;
break;
case 1:
num=0x061D;
break;
case 2:
num=0x0406;
break;
case 3:
num=0x0414;
break;
case 4:
num=0x021C;
break;
case 5:
num=0x2014;
break;
case 6:
num=0x2004;
break;
case 7:
num=0x041D;
break;
case 8:
num=0x0004;
break;
case 9:
num=0x0014;
break;
}
}
maxnum=3;
if(sdata<1000) maxnum=2;
if(sdata<100) maxnum=1;
if(sdata<10) maxnum=0;
}
void main(void)
{
// Declare your local variables here
double f1;
// Input/Output Ports initialization
// Port B initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=P State6=P State5=P State4=P State3=P State2=P State1=P State0=P
PORTB=0xFF;
DDRB=0x02;
// Port C initialization
// Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out
// State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0
PORTC=0x00;
DDRC=0x7F;
// Port D initialization
// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out
// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0
PORTD=0x00;
DDRD=0xFF;
// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 0 Stopped
TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: 8000.000 kHz
// Mode: CTC top=OCR1A
// OC1A output: Discon.
// OC1B output: Discon.
// Noise Canceler: On
// Input Capture on Falling Edge
// Timer 1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: On
// Compare A Match Interrupt: On
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x89;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x9C;
OCR1AL=0x3F;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 2 Stopped
// Mode: Normal top=FFh
// OC2 output: Disconnected
ASSR=0x00;
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization
// INT0: Off
// INT1: Off
MCUCR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=0x30;
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
// Global enable interrupts
#asm("sei")
while (1)
{
// Place your code here
if (upd)
{
switch(bnum)
{
case 0: PORTD.5=1;PORTD.2=PINB.0;break;
case 1: PORTC.4=1;break;
case 2: PORTC.3=1;break;
case 3: PORTC.0=1;break;
}
bnum++;time++;
if(bnum>maxnum)bnum=0;
snum=num;
upd=0;
if(time>199)
{
time=0;
if(ncp>0)fcal=1;
else{sdata=0;trans();}
}
}
if (fcp)
{
ncp++;
dcnt+=cpcnt;
dcnt-=prcnt;
prcnt=cpcnt;
while(np>0)
{
dcnt+=40000;
np--;
}
fcp=0;
}
if (fcal)
{
f1=24e7*ncp;
f1/=dcnt;
sdata=(unsigned int)f1;
f1-=sdata;
if(f1>=0.5)sdata++;
dcnt=0;
ncp=0;
fcal=0;
trans();
}
//if((time%4)==0)PORTB.1=0;
//else PORTB.1=1;
};
}
// num PC PD
//0 00 05
//1 06 1D
//2 04 06
//3 04 14
//4 02 1C
//5 20 14
//6 20 04
//7 04 1D
//8 00 04
//9 00 14
//. bit PD2
//N3N2N1N0
//PC0 PC3 PC4 PD5 刚才再分析了一下程序(时间久了忘记了),我是通过计数1s内的脉冲数,同时计数这些脉冲数经历的精确时间(不等于1s),得到准确的转速。 "成都理工学院"
you should ask them for a complete refund of your tuition and time. 回复【18楼】hq413
刚才再分析了一下程序(时间久了忘记了),我是通过计数1s内的脉冲数,同时计数这些脉冲数经历的精确时间(不等于1s),得到准确的转速。
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我的硬件限制了,不能使用AVR提供的“捕获中断”。
我也知道测速有四种方法:
(1)、测周法
适合测低频率的脉冲 ,误差±1时钟。
(2)、测频法
适合测高频率的脉冲, 误差±1脉冲。
(3)、多周期同步法(等周期测量)
在接收到启动请求后,并不是立即开始计时,而是等到检测到上升沿后,才开始计时。
在接收到停止请求后,并不是立即停止计时,而是等到检测到上升沿后,才停止计时。
多周期同步法其实本质上还是测周法,但是由于计时非常准确,因此即适用测低频率,同时又适用测高频率,
而且测量误差“万分之5”。
但是我的硬件不支持。
(4)、捕获方式
检测到脉冲上升沿后,立即进入捕获中断,从中可以读取时钟计数。
通过定时器扩展,最低可以测量
11059200/65535*65535 HZ 的频率
但是我的硬件不支持。
请问:在只有T1计数脉冲源的情况下,如何计数这些脉冲的精确时间呢? 干脆用4046之类的倍频后再测 最终结论:
由于测频法的固有缺陷(误差=±1脉冲),因此测量高频,然后转换成“转速”时,如果齿盘的齿数小于60齿,会放大误差,因此解决方法如下:
(1)、增大齿盘的齿数
(2)、增加测量时间
如果以上两个条件无法满足,即:用户不会迁就你更换齿盘或者增加测量时间会导致控制系统的稳定性出现严重问题(例如:测量的转速进行PID运行,如果齿盘=15齿,你不可能为满足精度,4秒钟测量一次吧!如果是控制系统,则系统早就飞车了)。
必须采用如两种方法解决:
(A)、多周期同步法测量
(B)、AVR单片机提供的高精度捕获方式 MARK mark 此帖有高人出没 转速测量 mar《》《《 测频法都有这个缺陷吧,只能用测周发
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