智能儀器頻率測試儀設計-wenkub
2023-04-10 01:20:14 本頁面
【正文】 時間差t分別轉換為二進制數(shù)據(jù)，供STC單片機讀取使用。一般信號頻率較高時采用直接測量法，而信號頻率較低時用測周期法。用直接測頻率的方法獲得信號頻率即是讓定時器/計數(shù)器T1對外部事件計數(shù)，而讓定時器/計數(shù)器T1定時1s，只有在這1s內(nèi)T1啟動對外部事件（即信號I）計數(shù)，則T1的計數(shù)值就是待測信號的頻率。=:,可以推導得到=360176。整形電路整形電路FPGAAT89C51LED顯示AB待測信號1待測信號2 方案二方框圖本設計要完成信號頻率的測量和相位差的測量。④．使用220V/50Hz交流電源，設置電源開關、電源指示燈和電源保護功能。誤差小，穩(wěn)定性高。本次設計可完成對信號頻率的頻率測量和相位差測量。要求測量頻率的范圍為20Hz到20KHz，相位的范圍為0176。設計要求:⑴．功能要求①．可以測量被測信號的頻率。⑵．主要技術指標①．測量頻率范圍：1Hz~1MHz②．測量誤差：≤%（全頻段）③．額定輸入信號電壓：500mV④．最大輸入信號電壓：100V⑤．輸入阻抗：1MΩ⑥．顯示方式：6位LED數(shù)碼管顯示被測信號的頻率。設計中有兩路輸入信號，也是被測量信號，它們是兩個頻率相同的正弦信號，頻率范圍為20Hz到20KHz，幅度為1到5V（可以擴展到（），但兩者幅度不一定相等。 方案項目方案一方案二芯片部分 741741整形部分LM324LM339信號轉換部分74HC08FPGA適配板單片機部分STC12C5A3252AT89C51顯示部分LEDLED 只有兩個同頻率的（正弦）信號才有相位差的概念。 此式說明，相位差與 一一對應，可以通過測量時間差及周期信號的測量，也就是時間的測量，而時間的測量則要用到電子計數(shù)器。用測周期的方法獲得信號頻率即是對I進行2分頻后的波形中，高電平的寬度正好對應I的周期，我們將此高電平信號作為單片機內(nèi)部定時器的硬件啟動/停止信號，便可測得周期T,由公式,得頻率。本設計我組采用測周期法。STC從FPGA獲取數(shù)據(jù)并經(jīng)過CPU計算、轉換等有關處理后，得到信號的頻率和相位差并送LED數(shù)碼管顯示。對頻率的測量采用測周期的方法，即在信號周期T時間內(nèi)，對時標信號進行計數(shù)。因為相位差測量的絕對誤差 ，而FPGA在測量T時有一個字的誤差，對待測信號頻率f=20kHz而言，下式成立：：=：50us則有 即FPGA采集相位差對應時間差T時，比較方案一和方案二可以看出：（1）方案一比方案二更加可靠；（2）使用到的元器件也都是我們所常用到的一些元件，如：74HC138譯碼器，74HC573鎖存器，按鍵等；（3）從操作和可行性上說方案一思路清晰；（4）雖然方案一略顯復雜一些，但由于本次設計是第一次將單片機運用于實際的電路設計中，且尚未學過EDA，用FPGA設計有一定困難。原正弦波通過計算T0在1S內(nèi)計數(shù)信號發(fā)生負跳變的次數(shù)，得到其頻率。以延時的長短來決定兩信號間的相位值。=:,算出即為相位滯后角這一部分由2個8位數(shù)據(jù)鎖存器74HC57ULN2803以及8位LED數(shù)碼顯示管組成，ULN2803在電路中能起到大電流輸出和高壓輸出作用，專門用來驅動繼電器的芯片。(a)(b)。在片選部分（）選用74HC138作譯碼器，選用74HC02對輸出信號進行或非處理產(chǎn)生片選信號。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存。 74HC573參數(shù)最大值范圍表。 RS232的介紹RS232是由電子工業(yè)協(xié)會(EIA) 所制定的異步傳輸標準接口。4 軟件設計。 。首先按硬件調試平臺或者是根據(jù)設計的原理圖繪制出仿真的原理總圖，然后根據(jù)需要一部分一部分的進行調試?？赏ㄟ^按鍵實現(xiàn)測頻或測相，用LED數(shù)碼管直接顯示讀數(shù)，顯示清晰直觀。我們用標準的頻率相位計對一信號的頻率相位進行測量，并且將測量結果同本系統(tǒng)所測得結果作對比。)系統(tǒng)測得頻率（HZ）系統(tǒng)測得相位(176。本組同學齊心協(xié)力在四周時間里完成了設計。8 總結與體會通過這次課程設計，使自己的知識水平有了顯著的提高，并學會了如何將自己所學的運用于實踐之中，本系統(tǒng)所涉及的東西幾乎涵蓋了大學所學的各個方面的知識，如電子技術、電路原理、程序設計基礎、檢測與轉換、單片機等，盡管下半年就將畢業(yè)，但是學習卻是終身受益的事情，只有不斷學習才能不斷進步，只有不斷的將所學運用于實踐，才能檢驗出所學是否正確，自己是否真的掌握。附錄2：PCB圖附錄3：程序代碼/*頭文件定義*/ifndef __HEAD_H__define __HEAD_H__define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine ulong unsigned long define Data P0 //數(shù)據(jù)口define Addr P0 //地址
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