基于單片機簡易信號測量儀所有專業(yè)(已修改)
2025-06-01 12:47 本頁面
【正文】 目錄 摘要 3 第一章 方案比較及論證 3 方案比較 3 方案確定 3 第二章 基本測量原理 3 頻率、周期測量 3 峰峰值測量 4 第三章 系統(tǒng)設計 4 信號整形電路 4 峰峰值測量電路 5 顯示電路 5 電平轉(zhuǎn)換電路 5 系統(tǒng)控制電路 5 系統(tǒng)程序流程 6 第四章 系統(tǒng)指標測試 7 指標測試 7 設計與測試使用的儀器 7 測試數(shù)據(jù) 7 誤差分析及措施 8 第五章 心得體會 9 第六章 參考文獻 10摘要 本系統(tǒng)以 AT89S52 單片機為核心設計了一種用于測量頻率、周期、峰峰值、有效值的簡易信號測量儀，其中還可分辯正弦波與方波，利用單片機的數(shù)學運算和控制功能，結(jié)合部分中規(guī)模數(shù)字電路，實現(xiàn)測量中的功能手動切換。各 項實測表明，設計原理正確合理，指標符合設計要求。 一、 方案比較及論證 方案比較 方案一：系統(tǒng)測頻部分采用中小規(guī)模數(shù)字集成電路，對輸入信號作分頻整形處理后，再與1s 脈寬的標準信號相與，其輸出作為計數(shù)脈沖，由計數(shù)器計數(shù)，然后鎖存、譯碼輸出到數(shù)碼管顯示。該方案的特點是硬件電路簡單， 但工作速度低，精度差，難以達到設計要求，而且不能測量周期與峰峰值 。 方案二：系統(tǒng)采用可編程邏輯器件作為信號處理及系統(tǒng)控制核心，完成包括計數(shù)、顯示等一系列工作。該方案集成度高，但可編程邏輯器件價格較高，在本題中使用，將導致系統(tǒng)性能價格比降低 。 方案三：系統(tǒng)采用 MCS51單片機 AT89S52作為控制核心， 由于單片機自帶計數(shù)器 的計數(shù)頻率上限較低， 輸入時鐘的頻率通常只能是系統(tǒng)時鐘頻率的幾分之一甚至幾十分之一 ，因此采用 外部計數(shù)器對 輸入 信號進行計數(shù)，計數(shù)值再由單片機讀取 ，單片機只完成 運算、控制及顯示功能。該方案由于采用單片機技術(shù)，使其具有智能化的特點，簡化了硬件電路， 提高了測量精度， 同時也能利用軟件對測量誤差進行補償，并能方便地對系統(tǒng)進行功能擴展與改進。 方案確定 分析以上三種方案的優(yōu)缺點，方案三具有更大的優(yōu)越性、靈活性，因此我們采用方案三作為具 體實施的方案。 二、 基本測量原理 頻率、周期測量 頻率 的測量 按照頻率的定義進行：在某個已知的標準時間間隔 T（如 1s） 內(nèi) ，測出被測信號重復的次數(shù) N， f=N/T 就是信號頻率。 基本原理框圖如圖 1 所示 圖 1 圖中起振電路由晶振提供測量的時間基準，經(jīng)分頻后產(chǎn)生準確的時間間隔 T，作為基準時間去控制計數(shù)器。有信號輸入時測量電路對信號進行整形，再進入定時器 1進行計數(shù)。若在時間間隔 T 內(nèi)，計數(shù)值為 N，則被測信號的頻率 f=N/T。 測量電路在檢測到 有 脈沖的下降沿時打開計數(shù)器 計 數(shù) ，再一次檢測到下降沿時關閉計數(shù)器，所測周期為 fs/NTW ? ，其中 N為計數(shù)值， fs 為計數(shù)器的工作頻率。 測量 正弦信號 峰峰值 的 原理框圖如下圖所示 峰 峰 值電壓采樣保持電路由 ADC0809 芯片 構(gòu)成。 通過 ADC0809 芯片將各時間段的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，然后用軟件將其保存，再利用單片機的運算功能找出這一系列數(shù)中的最大值和最小值 ， 相減便得到峰峰值。再根據(jù)方波和正弦波的差異 分別求出兩種波的有效值。 。 三、 系統(tǒng)設計 ㈠ 硬件部分設計 電
畢業(yè)設計相關推薦
鄂ICP備17016276號-1