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二次儀表頻率計設計畢業(yè)論文-預覽頁

2025-07-21 13:14 上一頁面

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【正文】 并將其轉換為對應的實際物理量顯示出來。通常,在工業(yè)生產中,各種現(xiàn)場信號如壓力、溫度、流量等都是通過相應壓力變送器、溫度變送器、流量變送器傳送出來,即特定傳感器把物理量變?yōu)閷?00800HZ的頻率信號。無論是在科技研究中還是在實際應用中,毫無疑問,頻率測量的作用都顯得尤為重要。基于實際應用需求和當前技術發(fā)展,本文設計出以STM32單片機為測量和控制核心的頻率計方案。信號整形電路能將輸入的三角波、正弦波、鋸齒波整形為單片機可以識別的矩形波。設計工具分為:硬件設計工具、軟件設計工具。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。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。需要對輸入的5V直流電進行穩(wěn)壓。圖4 電源穩(wěn)壓電路STM32可以用串口下載,可以用JTAG和SWD方式進行仿真調試。但是考慮到引腳使用和下載速度問題,本設計采用SWD模式。圖5 SWD下載仿真電路 信號輸入電路為了獲得單片機能夠識別的脈沖信號,必須對輸入的信號進行濾波整形。 二階濾波器相對于一階濾波器而言,具有更好的濾波效果。濾波電路如圖6所示。整形電路可以選用施密特觸發(fā)器或者比較器,當電壓高于某一閾值事輸出高電壓,低于某一閾值時輸出低電壓,從而將頻率信號整形為脈沖信號。 LCD128x128液晶顯示器人機界面的顯示使用LCD128x128,可以顯示128x128點陣單色或4灰度級的圖片,可以顯示英文、數(shù)字、符號或64個16x16的漢字。 按鍵和狀態(tài)指示燈當采集到頻率信號時,為了轉換成一次儀表的物理量,需要用戶手動輸入物理量與頻率之間的線性關系數(shù)據(jù),所以加入按鍵功能。由于STM32的GPIO端口的輸入可以位置為上拉輸入、下拉輸入和浮空輸入模式,因此外部電路就省去了上拉電阻,只需要軟件配置為輸入上拉模式即可。當系統(tǒng)正常運行時,LED1每隔一秒閃爍一次,用以指示系統(tǒng)運行正常。LED是電流驅動器件,電流的大小決定LED的亮度,為了避免大電流燒壞LED指示燈,加了1K歐的電阻限流。當定時時間到的時候進入中斷函數(shù)。按鍵設計四個,分別定義為功能鍵、增大建、減小鍵和確認鍵。延時之后,按鍵輸入狀態(tài)穩(wěn)定,此時若仍然檢測到按鍵按下,則確定是按鍵操作,然后判斷鍵值,根據(jù)鍵值做出相應的處理。 STM32系統(tǒng)配置和初始化本系統(tǒng)程序采用Keil uVision4進行編寫、編譯和調試仿真。調用SystemInit(),配置AHB和APB2時鐘為72MHz,APB1時鐘為36MHz。RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE)。本設計的思想是用定時器計時,輸入捕獲進行計數(shù),所以需要配置定時器和輸入捕獲模式。 = 10000 1。 TIM_TimeBaseInit(TIM2, amp。 STM32是搶占式內核,允許中斷嵌套,每個中斷擁有一個優(yōu)先級,高優(yōu)先級的中斷可以打斷低優(yōu)先級的中斷。NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0)。NVIC_Init(amp。 //進行相應的算法處理 …… }}輸入捕獲模式用以捕捉脈沖信號進行計數(shù)。: = GPIO_Pin_8。對輸入捕獲模式的配置主要包括輸入通道、上升沿捕獲方式、捕獲預分頻和輸入腳是否濾波等,這里開啟捕獲中斷進行計數(shù),數(shù)據(jù)處理放在定時中斷中。 = TIM_ICPSC_DIV1。TIM_SelectInputTrigger(TIM4, TIM_TS_TI2FP2)。 TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_CC2, ENABLE)。 LCD128x128顯示LCD128x128程序包括液晶初始化函數(shù)、寫命令函數(shù)、寫數(shù)據(jù)函數(shù)、清屏函數(shù)、以及漢字和字符的顯示。本部分程序主要是實現(xiàn)漢字和字符的顯示。}Stru_GB16。void GUI_DispHZ(uint8 Row, uint8 Col ,uint8 *PStr)。當檢測輸入電壓為低時則認為按鍵被按下。 //四分別按鍵設置為功能鍵、增大間、減小鍵和確認鍵。換算方程式如下:phyval = (Frequency200)*(phytemp2phytemp1)/(800200)+phytemp1。在輸入捕獲中斷里翻轉LED2指示燈來指示頻率的大小。 軟硬件調試測試部分分為硬件測試和軟件測試。為了達到低功耗。經在線仿真和實際測量,定時器一秒鐘定時準確,每秒進一次中斷進行一次數(shù)據(jù)處理;給單片機端口加入理想的脈沖,測試出輸入捕獲計數(shù)準確,捕捉靈敏可靠;頻率計算準確性,按鍵輸入配置參數(shù)后計算的物理數(shù)值和一次設備相同,誤差很小。測量結果如圖16所示。該頻率計能夠檢測出200Hz800Hz的頻率信號,并能根據(jù)現(xiàn)場需要換算成與一次儀表相同的物理數(shù)值,具有頻率顯示、按鍵設置和LED狀態(tài)顯示。頻率測量的方法很多,為了獲得更高的準確性,也可以嘗試其他測量方法。static void NVIC_Configuration(void)。/********************************************************************************** 功能:main* 參數(shù):NULL* 返回:NULL* 備注:主函數(shù)**********************************************************************************/int main(void){ System_Init()。 LCD_Init()。 } else printf(Frequency:%d\n,0)。 GPIO_Configuration()。 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE)。 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE)。 = GPIO_Speed_50MHz。 /* Configure the NVIC Preemption Priority Bits */ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0)。 = 0。 = TIM2_IRQn。NVIC_InitStructure)。 //IRQ通道使能 NVIC_Init(amp。 CLR_LCD_E。 CLR_LCD_E。 SET_LCD_E。}串口通信需要開啟串口時鐘和復用時鐘,配置發(fā)送和接收引腳模式,配置通信的波特率、數(shù)據(jù)長度、停止位和奇偶校驗,并開啟接收中斷。 = USART_Parity_No。USART_InitStructure)。while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)==RESET) 。我的畢業(yè)設計能夠順利按時完成離不開他們的支持與鼓勵
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