市电频率实时监测器的设计与实现

3 系统软件设计
单片机T1定时／计数端接收到5V方波检测信号需采用软件来进行频率的测定。初始设置单片机定时／计数器工作方式为：T1为计数器，计数个数为1，脉冲信号来自单片机外部；T0为定时器，定时时间T=200 ms，定时信号是单片机的内部时钟信号。方波下降沿时同时打开计数器和定时器，定时结束时优先产生中断，为避免检测信号计数多一少一的误差，将定时作延时调整，等待检测信号计数完整，此延时时间为t，计数个数为N。即通过内部软件记录下N-1个周期方波时间为T+t，可计算市电频率为f=(N-1)／(T+t)。再由单片机将数据送到显示部分电路，则可读取电网电压的频率，电网电压频率显示大约250 ms更新一次。软件的系统框图如图5所示。

4 测试结果
在某日下午3点在线检测市电频率，每隔1 min测试一个数据，所得数据如表1所示。

同时对市电降压后使用Agilent 54642D示波器抓取市电频率用以比对测试结果，其中两个典型频率如图6所示。测试数据表明，监测器的测试精度达到0．01 Hz。

5 结语
通过对该课题的研究，成功设计出一种基于单片机的市电实时监测器，其测试精度达到0．01 Hz，具有原理简单、性价比高、操作简单等特点。该监测器通过准确的编程，最终实现了市电频率的实时检测。单片机完成波形频率的检测后，将数据进行处理并通过LED数码管显示出来，使系统更加的人性化。