基于單片機簡易信號測量儀所有專業(yè)-文庫吧
2025-04-17 12:47 本頁面
【正文】 路原理圖如下 被測信號 測量電路 控制電路 顯示電路 起振電路 被測信號 峰峰值電壓采樣保持 對電壓進行比較運算 顯示 單片機很難直接對正弦信號進行頻率的測量，當正弦波和方波在同一輸入端時就更難直接測量，其周期也無法直接測量，因而使用整形電路把正弦波變成占空比為 50%，頻率不變的方波，便可 進行頻率和周期的測量。圖中，正弦信號用四運算放大器 LM324和 壓作比較，便可得到同頻的方波，用于測量其頻率。進入單片機后可識別是否是正弦波 . 電路原理圖如下： ADC0809 芯片構(gòu)成 采樣保持集成電路 由 。 3 顯示 電路 其電路原理圖如下； 顯示電路由 1602 液晶構(gòu)成 ，用于輸出測量結(jié)果。 4 電平轉(zhuǎn)換電路 其電路原理圖如下； 電平轉(zhuǎn)換電路由 MAX232 芯片及電容構(gòu)成，用于把計算機的 RS232C電平轉(zhuǎn)化為 TTL 電平。 5 系統(tǒng)控制電路 其電路原理圖如下 此部分是系統(tǒng)的主要控制部分，要完成信號的 數(shù)模轉(zhuǎn)換和計數(shù)脈沖的分頻，及顯示數(shù)值功能。 ㈡ 軟件部分設(shè)計 ⑴系統(tǒng)程序流程 開始 初始化 開始初始化開始初始化Y Y N 測量峰峰值、占空比算出有效值 鍵盤控制 測量峰峰值算出有效值 檢測信號輸入 是否為方 波 ? 顯示 N 測量頻率、周期 四、 系統(tǒng)指標測試 指標測試 ⑴ 頻率、周期測試： 用 函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生 頻率范圍為 1Hz～ 100KHz 的方波信號（ TTL 電平，占空比 50%，），用標準頻率計測出 標準頻率，再用設(shè)計的測量儀測出頻率，求出誤差。 （ 2）峰峰值測量： 用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生 頻率范圍為 1Hz～ 100KHz 的正弦波信號，用標準交流毫伏表測出有效值，通過運算得到標準峰 峰值，再用設(shè)計的測量儀測出峰峰值 ，求出誤差。 設(shè)計與測試使用的儀器 EM32501DDS任意波形 發(fā)生器 HM10043雙蹤 示波器 （ 100M） HCF1000L頻率計 DT9205A數(shù)字萬用表 WYK303B2直流穩(wěn)壓源 微型計算機 測試數(shù)據(jù) ⑴表 1 頻率測量數(shù)據(jù) 標準輸入頻率（ Hz） 本儀器測量值（ Hz） 本儀器測量誤差 1Hz 1Hz 0% 1000Hz 1000Hz 0% 10000Hz 10000Hz 0% 20200Hz 20200Hz 100000Hz 100200Hz % ⑵表 2 周期測量數(shù)據(jù) 標準輸入周期（ ms） 本儀器測量值（ ms） 本儀器測量誤差 0% 0% 0% 0% 0% (3)標 3 峰 峰 值測量數(shù)據(jù) 標準輸入頻率（ Hz） 標準峰值（ mV） 本 儀 器 測 量 值（ mV） 本儀器測量誤差 50 4000 4120 3% 500 4000 4220 % 3K 4000 4160 % 5K 4000 4080 2% 10K 4000 4080 2% 誤差分析及措施 由于硬件的性能不夠理想，信號經(jīng)過器件時會有一些無法消除的遲延，這些遲延在高頻率下引起的誤差就尤為突出 ，系統(tǒng)使用的邊沿觸發(fā)器，其上升沿時間和其下降沿時間不相等，這信號的脈寬發(fā)生了一些變化，但這樣的誤差只能通過用性能更好的器件得到減小。計數(shù)脈沖也是精度產(chǎn)生誤差的一個方面，脈沖的精度直接影響了測量得到的頻率，因此，我們在系統(tǒng)的設(shè)計時，使用了穩(wěn)定度好的有源晶振。因為測量頻率范圍比較大，因此，只用一個檔難以達到高的精度，因而 可以采用手 動換檔和不同頻段用不同的測量方法來提高精度，減小誤差。單片機的計數(shù)器對計數(shù)脈沖頻率最大只支持 500K，擴展支持更高頻的計數(shù)將能提高測量的精度。 五 、 心得體會 本次 設(shè)計 讓我體味到設(shè)計電 路過程中的苦與甜。設(shè)計是我們將來必需的技能，這次恰恰給我們提供了一個應(yīng)用自己所學(xué)知識的機會，從圖書館 、網(wǎng)上 查找資料到 理論分析 再到最后電路的 設(shè)計 ，都對我所學(xué)的知識進行了檢驗。在 設(shè)計 的過程中發(fā)現(xiàn)了以前學(xué)的數(shù)字電路的知識掌握的不牢。同時在設(shè)計的過程中，遇到了一些以前沒有見到過的元件，但是通過查找資料來學(xué)習(xí)這些元件的功能和使用。最重要的是要熟練地掌握課本上的知識，這樣才能對 設(shè)計中出現(xiàn)的問題進行分析解決。 參考文獻 [1]周良全 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) .北京：高等教育出版社， [2]郭天祥 .51 單片機 C 語言教程 .北京：電子工業(yè)出版社， [3]田淑清 .二級教程 ———— C 語言程序設(shè)計（ 2020 年版） .北京：高等教育出版社 ，
畢業(yè)設(shè)計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1