如何使用Arduino制作一個(gè)頻率計(jì)數(shù)器？

毫無疑問，頻率是任何電子設(shè)備的基本參數(shù)之一。頻率指定振蕩運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)的速率。在電氣和電子領(lǐng)域，頻率測(cè)量流經(jīng)電路的電流的振蕩運(yùn)動(dòng)速率。國(guó)際頻率單位是赫茲，等于每秒1個(gè)周期。想知道如何測(cè)量這些復(fù)雜的參數(shù)嗎？本文涉及頻率計(jì)數(shù)器，測(cè)量頻率的測(cè)試設(shè)備。在本文結(jié)束時(shí)，您還將了解如何使用ARDUINO為自己制作一個(gè)。那么讓我們開始吧，好嗎？

頻率是多少？

用最簡(jiǎn)單的術(shù)語來說，頻率是某物重復(fù)自己的速率。當(dāng)我們談?wù)撾娏鲿r(shí)，它意味著正弦波重復(fù)或完成一個(gè)周期的速率。電源線頻率通常為 50 Hz 或 60Hz。

什么是頻率計(jì)數(shù)器？

頻率計(jì)數(shù)器是一種準(zhǔn)確測(cè)量頻率的測(cè)試儀器。您可以在許多射頻（RF）中找到它的應(yīng)用，以測(cè)量重復(fù)信號(hào)的頻率。如今，數(shù)字頻率計(jì)數(shù)器已經(jīng)進(jìn)入各種電路。

頻率計(jì)數(shù)器的基本工作原理是計(jì)算信號(hào)通過觸發(fā)點(diǎn)的時(shí)間數(shù) - 主要是特定時(shí)間段內(nèi)的電壓觸發(fā)點(diǎn)。

觸發(fā)點(diǎn)可以設(shè)置為所需的值，如果沒有，則通常是零交叉點(diǎn)。例如，如果要計(jì)算信號(hào)的數(shù)量，并且將時(shí)間點(diǎn)設(shè)置為秒，則計(jì)數(shù)器將計(jì)算信號(hào)穿過觸發(fā)點(diǎn)的次數(shù)。如果它交叉了50 次，您可以說信號(hào)的頻率是每秒 50 個(gè)周期或 50 Hz。

頻率計(jì)數(shù)器的應(yīng)用

頻率計(jì)數(shù)器適用于各種儀器，具體取決于頻率。但是，頻率必須是穩(wěn)定的，才能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。它們用于測(cè)量發(fā)射器載波、電路中的振蕩器、模擬和數(shù)字信號(hào)等中的頻率。簡(jiǎn)而言之，只要需要測(cè)量重復(fù)信號(hào)的頻率，您就可以使用頻率計(jì)數(shù)器。

使用Arduino的頻率計(jì)數(shù)器（高達(dá)40KHz）。

這個(gè)使用Arduino的頻率計(jì)數(shù)器基于UNO版本，可以計(jì)數(shù)高達(dá)40KHz。下面列出了用于該項(xiàng)目的組件：

組件列表

16×2 液晶顯示屏

阿杜伊諾集成電路

5V 電壓源

10K 歐姆電阻-1 號(hào)

560 歐姆電阻-1 號(hào)

發(fā)光二極管

16×2 LCD

顯示屏用于顯示頻率計(jì)數(shù)。該電路具有最少的外部元件，并直接計(jì)算頻率。無論如何，輸入頻率的幅度不得大于5V。如果要測(cè)量超過5V的信號(hào)，則必須添加額外的限制電路，我將在其他時(shí)間展示它。現(xiàn)在只需使用

5V 信號(hào)即可。

要計(jì)數(shù)的頻率連接到Arduino的數(shù)字引腳12。pulseIn（） 函數(shù)在這里用于計(jì)算連接到引腳 12 的頻率。pulseIn（） 函數(shù)計(jì)算到達(dá)Arduino 特定引腳的脈沖數(shù)（HIGH 或 LOW）。此函數(shù)的一般語法是 pulseIn（pin， value， time），其中引腳是引腳的名稱，該值為

HIGH 或 LOW，時(shí)間是函數(shù)等待脈沖的時(shí)間。如果在指定時(shí)間內(nèi)沒有有效的脈沖，則該函數(shù)返回零。pulseIn（） 函數(shù)可以計(jì)算時(shí)間段從 10 μS 到 3

分鐘的脈沖。下面給出了使用Arduino的頻率計(jì)數(shù)器的電路圖。

電位器R1用于調(diào)整LCD屏幕的對(duì)比度。電阻R2限制通過背光LED的電流。

在程序中，輸入信號(hào)的高時(shí)間和低時(shí)間使用單獨(dú)的pulseIn（）函數(shù)測(cè)量。然后將高時(shí)間和低時(shí)間相加，得到信號(hào)的總時(shí)間段。頻率僅為

1/時(shí)間段（以秒為單位）。pulseIn（） 函數(shù)以微秒為單位返回時(shí)間段。以微秒為單位的總時(shí)間段首先除以 1000。然后將 1000

除以結(jié)果得到以赫茲為單位的頻率。使用Arduino的頻率計(jì)數(shù)器程序如下所示。

程序

#include 
int input=12;

int high_time;
int low_time;
float time_period;
float frequency;
LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);
void setup()
{
pinMode(input,INPUT);
lcd.begin(16, 2);
}
void loop()
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Frequency Meter");

high_time=pulseIn(input,HIGH);
low_time=pulseIn(input,LOW);

 
time_period=high_time+low_time;
time_period=time_period/1000;
frequency=1000/time_period;
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(frequency);
lcd.print(" Hz");
delay(500);
}

電路應(yīng)用

該電路可以通過Arduino的9V外部電源插孔供電。電路某些部分所需的 5V DC 可以從 Arduino 本身的內(nèi)置 5V 穩(wěn)壓器分接。這實(shí)際上是使用Arduino的簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)器電路。我們可以將此電路修改為其他應(yīng)用，如轉(zhuǎn)速表、入侵計(jì)數(shù)器等。

結(jié)論

頻率計(jì)數(shù)器是具有廣泛應(yīng)用的基本測(cè)試儀器之一。您可以使用Arduino與程序和電路輕松創(chuàng)建一個(gè)，我們?cè)谶@篇基于項(xiàng)目的文章中進(jìn)行了討論。您可以隨時(shí)試驗(yàn)電路并構(gòu)建自己的頻率計(jì)數(shù)器 希望本文能清除有關(guān)頻率和頻率計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)知識(shí)。