Arduino与Proteus仿真实例-简单信号频率计数仿真

简单信号频率计数仿真

Arduino 可用于测量电量（如电压、电流、功率等）或物理量（如温度、湿度、光强、湿度等）或电子元件值等。

本文将演示演示了如何使用 Arduino 测量脉冲的频率和占空比。

在通信领域，频率测量至多是必不可少的。占空比也是一个重要的测量参数，因为它给出了脉冲宽度的百分比——意味着脉冲的开启时间。在直流电机速度控制和伺服电机角度控制中，需要测量脉冲宽度。此外，还测量了脉冲宽度以检查某些应用（如数字信号接收器、中继器等）中的脉冲对称性。

本文通过Arduino实现简单测量脉冲的频率、开启时间、关闭时间和占空比，并将它们显示在 16x4 LCD 上。

在前面的文章中，我们介绍了如何驱动LCD1602,请参考：

1、仿真电路原理图

在仿真电路中，通过PCF8574驱动LCD1604，信号发生器信号输出端连接引脚7。

2、仿真代码实现

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal\_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); // PCF8574的通讯地址为0x27
#define pulse\_ip 7
long ontime,offtime,duty;
float freq,period;


void setup()
{
 // Serial.begin(9600);
  pinMode(pulse_ip,INPUT);
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Frequency Meter");
  delay(1000);
  
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Freq:");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("Ton:");
  lcd.setCursor(0,2);
  lcd.print("Toff:");  
  lcd.setCursor(0,3);
  lcd.print("Duty:");  
}
void loop()
{
   ontime = pulseIn(pulse_ip,HIGH);
   offtime = pulseIn(pulse_ip,LOW);
   period = ontime+offtime;
   freq = 1000000.0/period;
   duty = (ontime/period)\*100; 
   lcd.setCursor(4,1);
   lcd.print(ontime);
   lcd.print("us");
   lcd.setCursor(5,2);
   lcd.print(offtime); 
   lcd.print("us");   
   lcd.setCursor(5,0); 
   lcd.print(freq);
   lcd.print("Hz ");
   lcd.setCursor(6,3);
   lcd.print(duty); 
   lcd.print('%');
   //Serial.print("On Time:");
  // Serial.println(ontime);
    
   delay(1000);
}

本次实例中，通过pulseIn函数对输入信号的开启和关闭（即，高低电平）进行计数。计数步骤如下：

当开始仿真时，信号发生器将脉冲信号发送到引脚7，Arduino首先等待脉冲变为高电平。当脉冲信号变高电平时，它会计算脉冲保持高电平的时间长度（以微秒为单位）。

1 2	ontime = pulseIn(pulse_ip,HIGH);

然后计算脉冲保持低电平的时间长度（微秒为单位）。

1 2	offtime = pulseIn(pulse_ip,LOW);

然后，将这两个时间间隔相加得到总时间，即周期。

1 2	period = ontime+offtime;

频率计算公式为：频率 = 1 / 时间

1 2	freq = 1000000.0/period;

然后，计算占空比

1 2	duty = (ontime/period)\*100;

最后将计算结果显示到LCD1604上。

仿真结果如下：

文章来源: https://iotsmart.blog.csdn.net/article/details/127816984