頻率是單位時(shí)間內(nèi)周期性過程重復(fù)、循環(huán)或震動(dòng)的次數(shù)，記為f。因此，某一信號在T秒內(nèi)變化了N次，可知該信號的頻率為：f=N/T。下圖是電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)的原理框圖，它主要由四部分組成。

計(jì)數(shù)脈沖形成電路：該部分的作用是將被測的周期信號經(jīng)過放大、整形后轉(zhuǎn)換成可計(jì)數(shù)的脈沖。

時(shí)間基準(zhǔn)T產(chǎn)生電路：這部分的作用是提供準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)時(shí)間T，又稱為閘門（時(shí)間）脈沖。

計(jì)數(shù)電路：這部分的作用是計(jì)數(shù)被測周期信號的重復(fù)次數(shù)。時(shí)間基準(zhǔn)產(chǎn)生電路產(chǎn)生閘門脈沖，只有在閘門脈沖持續(xù)的時(shí)間T內(nèi)，才允許被測信號輸入到計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)。

波形圖

顯示電路：該部分的作用是將測量的結(jié)果直觀的顯示出來。

由于單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，而且單片機(jī)的功能也越來越強(qiáng)大，因此電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)的開發(fā)也轉(zhuǎn)移到以單片機(jī)為核心的基礎(chǔ)上。現(xiàn)在的單片機(jī)基本上都帶有一個(gè)以上的定時(shí)／計(jì)數(shù)器功能模塊，因而單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)／計(jì)數(shù)器功能模塊就成了實(shí)現(xiàn)時(shí)間基準(zhǔn)產(chǎn)生電路和計(jì)數(shù)電路功能的酋選，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以分立元件構(gòu)成的電路功能模塊。其中，單片機(jī)的定時(shí)／計(jì)數(shù)器功能模塊的計(jì)數(shù)器功能，幾乎是開發(fā)人員做為計(jì)數(shù)電路的獨(dú)一無二的選擇i時(shí)間基準(zhǔn)T產(chǎn)生電路的實(shí)現(xiàn)也往往是依賴單片機(jī)的定時(shí)／計(jì)數(shù)器功能模塊的定時(shí)器功能，本文將介紹一種基于MSP430系列單片機(jī)來產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)和計(jì)數(shù)電路功能的新方法。

MSP430系列單片機(jī)是美國德州儀器(TI)公司的一類超低功耗的16位單片機(jī)。它采用RISC內(nèi)核結(jié)構(gòu)，將大量外圍模塊如看門狗、A/D轉(zhuǎn)換器等集成到片內(nèi)。

利用看門狗實(shí)現(xiàn)時(shí)間基準(zhǔn)產(chǎn)生電路功能

看門狗定時(shí)器(WDT)是MSP430系列單片機(jī)中用于系統(tǒng)監(jiān)測和內(nèi)部定時(shí)使用的一種模塊，是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，有看門狗和定時(shí)器兩種模式，有8種可選的定時(shí)時(shí)間。在本文中是將看門狗定時(shí)器( WDT)當(dāng)做內(nèi)部定時(shí)器，然后根據(jù)測量的實(shí)際需要將看門狗定時(shí)器(WDT)設(shè)定在8種可選的定時(shí)時(shí)間之一(本文中為1000ms)，作為時(shí)間基準(zhǔn)T，即閘門脈沖持續(xù)的時(shí)間。

當(dāng)MSP430系列單片機(jī)的某一端[檢測到被測脈沖電平的跳變沿（上升沿利下降沿都可以），就開啟看門狗的定時(shí)功能，同時(shí)開始對被測信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)看門狗的定時(shí)時(shí)間到，即閘門脈沖的持續(xù)時(shí)聞T(時(shí)間基準(zhǔn)T)，就進(jìn)入看門狗的中斷服務(wù)程序并停止對被測信號的計(jì)數(shù)，由霍門狗的中斷服務(wù)程序調(diào)用顯示程序子程序顯示被測信號頻率。

這里有一個(gè)值得探討的問題就是時(shí)間基準(zhǔn)T的精確度，筆者認(rèn)為單片機(jī)的看門狗電路的時(shí)間精度應(yīng)該比較高，否則看門狗電路很難應(yīng)用于系統(tǒng)監(jiān)測和內(nèi)部定時(shí)。

利用端口中斷實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)電路功能

MSP430系列單片機(jī)有豐富的端口資源，其中PO、Pl和P2具有輸入／輸出功能和中斷功能，每個(gè)信號都可作為一個(gè)中斷源和外部模塊功能（除PO外）。

MSP430系列單片機(jī)的端口中斷觸發(fā)沿寄存器檢測到被測脈沖電平的跳變沿將使中斷標(biāo)志位置位，并可用軟件的方法使中斷標(biāo)志位復(fù)位。將單片機(jī)檢測被測脈沖的輸入端口進(jìn)行設(shè)置，使其可以響應(yīng)被測脈沖電平的跳變沿并使中斷標(biāo)志位置位，但不進(jìn)入端口中斷服務(wù)程序。這樣每來一個(gè)被測脈沖電平的跳變沿就對中斷標(biāo)志進(jìn)行一次計(jì)數(shù)、復(fù)位、再計(jì)數(shù)的方法完成對被測脈沖頻率的測量。

此外，通過外接高速晶體振蕩器并在程序中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置可使MSP430系列單片機(jī)測量更高的頻率：也可以通過分頻器來提高M(jìn)SP430系列單片機(jī)測量頻率的范圍。將測量的頻率進(jìn)行簡單地轉(zhuǎn)換可以表示成測周期。

這種對單片機(jī)中斷功能“另類”的用法，應(yīng)該可以為我們以后對單片機(jī)功能的進(jìn)一步深入地探索與開發(fā)帶來一些啟示。 ?本文中所用單片機(jī)為MSP430F2274，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中用的是利爾達(dá)科技有限公司的430F22×的學(xué)習(xí)套件。本文重在討論時(shí)間基準(zhǔn)產(chǎn)生電路和計(jì)數(shù)電路功能的實(shí)現(xiàn)方法，故對其它部分的電路和各電路間的連接略去。

程序流程圖如下圖所示。