2019年01月29日 | STC单片机timer2捕获模式测频率

在使用STC单片机测频率最常用的方法是在一定时间内计算脉冲个数，这种方式一般需要一个计数器和一个定时器配合，而且对低频信号也不太准确，下面我们可以用到timer2的捕获模式通过测量两个下降沿的时间，来计算频率，这样做仅使用timer2就好了，而且对低频信号测量准确，经实际测试，在100Hz一下时，精度可达0.05Hz。

下面先介绍一下STC51 timer2的捕获模式：

在捕获模式中，通过T2CON中的EXEN2设置两个选项，如果EXEN2=0，定时器作为一个16位的定时器或计数器，溢出时置位TF2。该位可用于产生中断（ET2=1）。如果EXEN2=1，就增加了一个特性，即外部输入T2EX(P11)有下降沿时，将timer2中的TH2和TL2当前值各自捕获到RCAP2L和RCAP2H。另外，T2EX的负跳变使T2CON中的EXF2置位，EXF2也想TF2一样来产生中断（其向量与timer2溢出中断相同，timer2的中断服务通过查询TF2和EXF2来确定引起的中断事件），若是T2EX中断，进来后TH2和TL2不会重新装载值，会继续以当前计数往上计数，除非你确实想改变TH2和TL2的值，如需要重新计数。

下面介绍下程序：

因为外部跳变和溢出均可以进入中断，我们可以利用这一特性来做对两个脉冲之间的时间测量，初始时设置TH2和TL2值为0，如果发生溢出中断，我们的计时变量就自加65536，如果进入外部跳变中断，则我们读取RCAP2L和RCAP2H的值并与前面的计时变量相加即可得到这个跳变与上一跳变的时间，注意测量结束后要清空计时变量以及H2和TL2，方便下一次的重新计数。

初始化程序如下：

//定时器2设置为捕获模式，用户计算速度

void Timer2Init()

{

char i;

EXEN2 = 1;//timer2 outside enable

CP_RL2 = 1;//enable capture mode

TH2 = TL2 = 0;

RCAP2H = RCAP2L = 0;

TR2 = 1;//enable timer2

ET2=1; //enable timer2 interrupt

//将计时器存储区设置的很大，也就是频率先接近0 

for(i=0;i<5;i++)

{

plus_length[i] = 6553600;

}

}

中断服务程序如下，在这里keil对long型的数据计算有点问题，需要格外注意：

/*******************************************************************************

* 函 数 名 ：Timer2Int

* 函数功能 ：定时器2中断函数 ， 捕获模式

* 输    入 ：无

* 输    出 ：无 

*******************************************************************************/

void Timer2Int() interrupt 5

{

static volatile long plus_length_temp=0;

static char index=0;

if(TF2 == 1)//overflow int

{

TF2 = 0;

TH2 = 0;

TL2 = 0;

RCAP2H = 0;

RCAP2L = 0;

plus_length_temp = plus_length_temp + 65536;

if(plus_length_temp > 6553600) 

{

plus_length[index] = plus_length_temp;//对最近5个求平均值

index++;

if(index == 5) index = 0;

plus_length_temp = 0;

}

}

if(EXF2 == 1)//capture int

{

long temp;

TH2 = 0;

TL2 = 0;//WTF!!!  clear TH2 and TL2,not TH0 and TH1

EXF2 = 0;

temp = ((long)(RCAP2H<<8) + RCAP2L) & 0xffff; //奇怪的问题，如果不加0xffff，temp高位会全为ff，从而产生负数

RCAP2H = 0;

RCAP2L = 0;

temp = plus_length_temp + temp;//在对long计算时要小心，一步一来

plus_length_temp = temp;

plus_length[index] = plus_length_temp;//对最近5个求平均值

index++;

if(index == 5) index = 0;

plus_length_temp = 0;//read calc next plus

}

}

最后就是主函数部分内容，每隔500ms求平均值并打印一次当前频率：

calc_plength = 0;

Delayms(500);

for(count = 0;count<5;count++)

{

calc_plength += plus_length[count];

}

calc_plength = calc_plength/5;

freq = (float)3990000/calc_plength;//read real frequence

printf("freq=%f\r\n",freq);

这种方法对低频情况下比较有效，但频率较高时如达到上k的频率，误差比较大，有明显的偏高，至于原因，还等待进一步研究。