【正文】 4 單片機主板模塊設(shè)計 在考慮硬件資源、開發(fā)容易程度和成本之后，本設(shè)計選用意法半導(dǎo)體的STM32F103RCT6， STM32 系列是專為高性能、低成本和低功耗的嵌入式應(yīng)用而設(shè)計的 ARM CotexM3 內(nèi)核。 Altium Designer 是從 Protel 發(fā)展過來的，是將原理圖編輯、電路仿真、PCB設(shè)計， FPGA設(shè)計以及打印等功能結(jié)合在一起的 集成開發(fā)環(huán)境。通過按鍵設(shè)置頻率和溫度、濕度等物理量的關(guān)系，就能現(xiàn)場得到一次儀表相同的物理數(shù)值。 系統(tǒng)方案實現(xiàn)框圖 本系統(tǒng)的方案框圖如圖 1 所示，包括信號輸入端的濾波整形電路、 STM32單片機部分和人機交互部分。與傳統(tǒng)的測量方式相比，運用單片機頻率計有著體積更小，運算速度更快，測量范圍更寬的優(yōu)點 ，而且電路簡單，開發(fā)周期和成本都降低。 關(guān)鍵字： stm32；二次儀表；頻率計；傳感器；實際物理量；頻率信號 Design Of Secondary Instrument Frequency Meter Student: Fan Cunyong (Guidance Teacher: Miao Lei) （ College of Electrical and Information Engineering ,Huainan Normal University) Abstract: This study designed a secondary instrument frequency meter based on the STM32 MCU (Micro Controller Unit).Generally, in the industrial production ,many spot signals like pressure and temperature and flux are send out by homologous pressure transmitter and temperature transmitter and flux transmitter respectively. All in all, the physical quantity is transfered by specific sensor into a frequency signal rated from 200HZ to instrument frequency meter is used to detect the corresponding frequency and transfer it into corresponding physical quantity ,then display it. Keywords: stm32, secondary instrument, frequency meter, sensor, actual physical quantity, frequency signal 二次儀表頻率計設(shè)計 2 前 言 通常工業(yè)生產(chǎn)中，各種現(xiàn)場物理量如壓力、溫度、流量等都是通過相應(yīng)壓力變送器、溫度變送器、流量變送器傳送出來的。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 論文題目： 二次儀表頻率計設(shè)計 學(xué)生 姓名 ： 范存永 學(xué) 號： 1008020205 所在院系 ： 電氣信息工程學(xué)院 專業(yè)名稱 ： 自動化 屆 次： 20xx 屆 指 導(dǎo) 教 師 ： 苗磊 目 錄 前 言 ............................................................... 2 ...................................................... 2 系統(tǒng)方案實現(xiàn)框圖 ............................................ 2 軟硬件開發(fā)環(huán)境和工具 ........................................ 3 ...................................................... 3 單片機模塊設(shè)計 .............................................. 4 信號輸入電路 ................................................ 6 人機界面設(shè)計 ................................................ 7 ...................................................... 9 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)框圖 ............................................ 9 頻率信號采集和測量程序設(shè)計 ................................. 10 人機界面程序設(shè)計 ........................................... 13 ......................................................... 15 軟硬件調(diào)試 ................................................. 15 調(diào)試總結(jié) ................................................... 17 ............................................................. 17 參考文獻： ......................................................... 18 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 1 二次儀表頻率計設(shè)計 學(xué)生 ： 范存永（ 指導(dǎo)老師： 苗磊） （淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院） 摘要： 本課 題是基于 stm32 單片機設(shè)計的一個二次儀表頻率計。這些變送器是把物理量轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的 200Hz800Hz 的頻率信號，為了準確讀出這些物理量的值，就需要通過頻率計準確無誤的測量出變送頻率并換算成實際的物理數(shù)值。在 傳統(tǒng)的頻率計中有許多功能是依靠硬件來實現(xiàn)的，而 采用 單片機測量頻率之后，有許多以前需要用硬件才能實現(xiàn)的功能現(xiàn)在僅僅依靠軟件編程就能實現(xiàn)，而且不同的軟件編程能夠?qū)崿F(xiàn)不同的功能， 因此 使得制作成本大大降低。 圖 1 系統(tǒng)方案圖 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 3 為了去除包括工頻干擾在內(nèi)的其他低頻干擾，在信號輸入端設(shè)計了高通濾波器，濾除 200Hz 以下的低頻干擾。此外，電源部分提供系統(tǒng)需要的 5V 和 電壓，下載接口用來下載程序和在線仿真， LED 指示燈用來指示系統(tǒng)運行狀態(tài)。 Keil MDK，也稱 MDKARM， Realview MDK、 IMDK、 uVision4 等 。 STM32 片上擁有 ADC、 DAC、 TIM、 FSMC、USART、 DMA、 USB、以太網(wǎng)等眾多資源，而且自帶底層庫函數(shù)，極大地縮短了開發(fā)周期。 STM32F103RCT6 采用 供電，為了去除電源噪聲干擾，在每個電源引腳接了去耦電容，并且將模擬地和數(shù)字地分開，在單點處用 0 歐電阻或電感連接。如圖 3 所示。所以 用來給單片機供電和 LED 供電。另外，為了直觀顯示 電壓狀態(tài)，本設(shè)計在輸出端加了發(fā)光二極管指示燈，當(dāng)有 ，發(fā)光二極管點亮。許多器件都用它來仿真調(diào)試， STM32 當(dāng)然也不例外。設(shè)計電路如圖 5 所示。有源濾波電路相對于無源濾波電路，具有較高的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗、較低的輸 出阻抗和很好的自適應(yīng)能力。本設(shè)計的二階有源高通濾波器能濾除低于200Hz的低頻干擾，濾除諸如 50Hz的工頻等干擾頻率。 圖 6 高通濾波電路 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 7 信號波形整形 高通濾波電路輸出的是頻率信 號的正電壓部分，為了獲得單片機能夠是別的脈沖信號就必須對其整形。電路如圖 7 所示 圖 7 比較整形電路 人機界面設(shè)計 為了給用戶提供一個有好的人接界面，將測量結(jié)果直觀的顯示出來，并能通 過按鍵設(shè)置一些參數(shù)，本系統(tǒng)設(shè)計了 LCD1602 液晶顯示、按鍵操作和 LED狀態(tài)指示燈。 LCD128128控制端口為數(shù)據(jù)命令選擇端口（ RS）、片選端口（ CS