基于PIC18F452的測(cè)頻儀設(shè)計(jì)

摘要：介紹一種測(cè)頻儀的設(shè)計(jì)方案，并將此儀器應(yīng)用到云南天文臺(tái)麗江2．4 m望遠(yuǎn)鏡圓頂溫度的測(cè)量工作中。詳細(xì)闡述了PIC18F452自帶的CCP模塊的測(cè)頻原理，同時(shí)給出了儀器軟硬件的設(shè)計(jì)思路，最后在Proteus中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明了該方案的可行性。該儀器的研制也為西部望遠(yuǎn)鏡的選址工作提供了一種有效的測(cè)量工具。
關(guān)鍵詞：測(cè)頻儀；PIC18F452；CCP模塊；Proteus

通過(guò)頻率的測(cè)量來(lái)間接地獲取溫度數(shù)據(jù)是檢測(cè)天文望遠(yuǎn)鏡圓頂溫度的常用方法。頻率信號(hào)不但具有較強(qiáng)的抗干擾能力，而且易于傳輸。因此將望遠(yuǎn)鏡圓頂附近的溫度傳感器所產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，然后對(duì)頻率信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和采集，最終再通過(guò)一些確定的函數(shù)關(guān)系把頻率值轉(zhuǎn)換為溫度值。該方案與直接測(cè)量溫度的方法相比，可操作性更強(qiáng)。

1 PIC18F452的測(cè)頻原理
PIC18F452是美國(guó)Microchip公司生產(chǎn)的一款高性能的8位單片機(jī)，其片上資源十分豐富，本文設(shè)計(jì)的測(cè)頻儀就是使用該單片機(jī)的CCP1(捕捉／比較／脈寬調(diào)制)模塊的捕捉功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，CCP1模塊工作在捕捉模式下的功能框圖如圖1所示。

在捕捉模式下，每當(dāng)CCP引腳上有下列事件之一發(fā)生時(shí)：每個(gè)下降沿發(fā)生、每個(gè)上升沿發(fā)生、每4個(gè)上升沿發(fā)生、每16個(gè)上升沿發(fā)生，CCP R1H：CCPR1L就會(huì)捕捉TMR1或TMR3寄存器的16位計(jì)數(shù)值，即記錄下事件發(fā)生的時(shí)刻，使用CCP模塊的這個(gè)功能就可以實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。
使用PIC18F452進(jìn)行頻率測(cè)量的原理如圖2所示：設(shè)置CCP模塊工作于捕捉模式，并且讓它在每個(gè)上升沿捕捉一次數(shù)據(jù)，由相鄰兩個(gè)上升沿到來(lái)的時(shí)間差就可以得到被測(cè)脈沖的周期，從而也就得到了脈沖的頻率。

2 測(cè)頻儀的軟硬件設(shè)計(jì)
2．1 硬件電路設(shè)計(jì)
測(cè)頻儀的硬件電路主要包括兩個(gè)方面：頻率測(cè)量電路和數(shù)據(jù)通信電路。頻率測(cè)量是指使用PIC18F452的CCP模塊測(cè)量外部脈沖信號(hào)的頻率；數(shù)據(jù)通信是指將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳至PC機(jī)進(jìn)行處理。測(cè)頻儀的硬件電路如圖3所示。