在Arduino中使用软件锁相环(Software Phase Locked Loop,简称SPLL)生成与GPS的1pps信号锁定的3.2KHz采样频率,可以按照以下步骤进行:
步骤1:引入所需的库
首先,需要引入TimerOne和TimerThree库,这两个库可以帮助我们设置定时器和中断。
#include <TimerOne.h>
#include <TimerThree.h>
步骤2:定义变量和常量
接下来,我们需要定义一些变量和常量,包括采样频率、1pps引脚和锁相环参数等。
const int sampleFrequency = 3200; // 采样频率
const int ppsPin = 2; // 1pps引脚
float pllFreq = 0; // SPLL频率
float pllPhase = 0; // SPLL相位
float pllGain = 0.05; // 锁相环增益
步骤3:设置定时器和中断
接下来,我们需要设置定时器和中断,以便在每次计时器溢出时调用中断函数。
void setup() {
Timer1.initialize(1000000 / sampleFrequency); // 设置Timer1的频率为采样频率的倒数
Timer1.attachInterrupt(sampleISR); // 设置Timer1的中断处理函数
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(ppsPin), ppsISR, RISING); // 设置1pps引脚的中断处理函数
}
步骤4:编写中断处理函数
我们需要编写两个中断处理函数,一个用于采样,一个用于在1pps引脚上触发。
void sampleISR() {
pllPhase += pllFreq;
if (pllPhase >= 1) {
pllPhase -= 1;
// 生成采样信号
}
}
void ppsISR() {
pllFreq = 1; // 锁相环频率设为1,与1pps信号锁定
}
步骤5:在sampleISR函数中生成采样信号
根据软件锁相环的原理,在sampleISR函数中生成与GPS的1pps信号锁定的3.2KHz采样频率的信号。
void sampleISR() {
pllPhase += pllFreq;
if (pllPhase >= 1) {
pllPhase -= 1;
// 生成采样信号
digitalWrite(samplePin, HIGH);
delayMicroseconds(156); // 采样信号高电平持续时间,可根据需要调整
digitalWrite(samplePin, LOW);
}
}
完整的代码示例如下:
#include <TimerOne.h>
#include <TimerThree.h>
const int sampleFrequency = 3200; // 采样频率
const int ppsPin = 2; // 1pps引脚
float pllFreq = 0; // SPLL频率
float pllPhase = 0; // SPLL相位
float pllGain = 0.05; // 锁相环增益
void setup() {
Timer1.initialize(1000000 / sampleFrequency); // 设置Timer1的频率为采样频率的倒数
Timer1.attachInterrupt(sampleISR); // 设置Timer1的中断处理函数
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(ppsPin), ppsISR, RISING); // 设置1pps引脚的中断处理函数
}
void loop() {
// 主循环中的其他代码
}
void sampleISR() {
pllPhase += pllFreq;
if (pllPhase >= 1) {
pllPhase -= 1;
// 生成采样信号
digitalWrite(samplePin, HIGH);
delayMicroseconds(156); // 采样信号高电平持续时间,可根据需要调整
digitalWrite(samplePin, LOW);
}
}
void ppsISR() {
pllFreq = 1; // 锁相环频率设为1,与1pps信号锁定
}
请注意,上述