【正文】 . 2 2 方案選擇 ................................................................................................................... 2 設(shè)計(jì)方案論證 ................................................................................................ 2 相位差測(cè)量方案選擇 .................................................................................... 3 3 系統(tǒng)原理 ................................................................................................................... 4 原理框圖 ........................................................................................................ 4 相位差的測(cè)量 ................................................................................................ 5 MCU 測(cè)量時(shí)間差及周期 ............................................................................... 5 4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ................................................................................................... 6 相位測(cè)量模塊設(shè)計(jì) ........................................................................................ 7 輸入電路設(shè)計(jì) ..................................................................................... 7 鑒相器 ................................................................................................. 9 相位測(cè)量電路設(shè)計(jì) ........................................................................... 10 STM32 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................. 14 AT89C51 的特性分析 ........................................................................ 16 時(shí)鐘和啟動(dòng) ....................................................................................... 17 復(fù)位電路 ........................................................................................... 18 顯示模塊設(shè)計(jì) .............................................................................................. 19 5 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 20 結(jié)束語(yǔ) ......................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 24 附 錄 ..................................................................................................................... 25 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 1 1 緒論 近年來(lái) ， 隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，相位測(cè)量技術(shù)也廣泛應(yīng)用于國(guó)防、科研、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域，很多測(cè)量?jī)x 逐漸 向 “ 智能儀器 ” 和 “ 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng) ” 發(fā)展，這使得儀器的功能豐富而使用簡(jiǎn)單?；?stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) I 授課學(xué)期 20xx 學(xué)年至 20xx 學(xué)年 第 一 學(xué)期 學(xué) 院 電子工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程 學(xué) 號(hào) 20xx12701058 20xx12701042 20xx12701027 20xx12701044 20xx12701074 姓 名 羅春華 何振華 李智靈 吳詩(shī)鳳 凌瓊娜 任課教 師 秦興盛 交稿日 期 20xx/11/7 成 績(jī) 閱讀 教師簽名 日 期 廣西 師范大學(xué) 學(xué)工部（處） 制 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) II 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 摘 要 ： 本設(shè)計(jì) 提出了一種基于 stm32f103rbt6 單片機(jī)開(kāi)發(fā)的低頻數(shù)字相位測(cè)量?jī)x的 方案 。對(duì)相位測(cè)量的要求也逐步向高精度、高智能化方向發(fā)展，在低頻范圍內(nèi)，相位測(cè)量在電力、機(jī)械等部門(mén)有著尤其重要的意義 [1]。 可以做 工頻配電柜的數(shù)字相位儀表，亦可作大中專(zhuān)院校相位因數(shù)研究等實(shí)驗(yàn)儀表，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 研究表明基于離散 傅里葉 變換原理的相位測(cè)量方法具有測(cè)量精度高 、 抗干擾能力強(qiáng) 、 電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。以上部分構(gòu)成了相位測(cè)量系統(tǒng)的相位測(cè)量電路 [3]。 補(bǔ)償： Freq=Freq+Freq*9/500000+Freq*2/5000000； 相位差計(jì)算： DutyCycle=Freq*TIM_GetCapture1(TIM5)*(TIM5_Period+1)/7200； 通過(guò)十分頻，然后計(jì)算相位差。 矢量法：任何 一個(gè) 正弦函數(shù)都可以用矢量來(lái)表示，如兩個(gè)正弦信號(hào)幅度相等、頻率相同 ,運(yùn)算器運(yùn)用減法器則合成矢量的模： 2sin2 ?EV ? （ ） 這種方法用于測(cè)量小角度，靈敏度較好，可行度也較好 ； 而在靠近 180176。因此從這個(gè)意義上講，異或門(mén)可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的二倍頻。 2)16 位可編程 (可以實(shí)時(shí)修改 )預(yù)分頻器 (TIMx_PSC)，計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率的分頻系數(shù)為 1～ 65535 之間的任意數(shù)值。 輸入電路 設(shè)計(jì) 輸入電路 被測(cè)信號(hào)是周期相同、幅度和相位不同的兩路正弦信號(hào)，為了準(zhǔn)確地測(cè)量出正弦信號(hào)的相位差，需要 對(duì) 輸入波形進(jìn)行整形 [9]，使輸入信號(hào)變成矩形波信號(hào)，并送給鑒相器進(jìn)行處理。1V177。當(dāng) “ +” 端電壓高于 “ ” 端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出 端開(kāi)路。在這里我們選用的是 74LS86 芯片。 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 13 74LS113 的特性分析 74LS113 為雙下降沿 JK 觸發(fā)器（有預(yù)置端）的 簡(jiǎn)要說(shuō)明： 74S113 為帶預(yù)置的兩組 JK 觸發(fā)器，其主要電特性的典型值如表 42 所示： 表 42 74LS113 主要電特性 其管腳圖如圖 46 所示： 圖 46 74LS113 管腳圖 引出 端符號(hào)： /CP /CP2 時(shí)鐘輸入端（下降沿有效） J J K K2 數(shù)據(jù)輸入端 Q Q /Q /Q2 輸出端 /SD /SD2 直接置位端（低電平有效） 功能表如表 43 所示： 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 14 表 43 74LS113 功能表 輸入 輸出 PR /CP J K Q /Q L X X X H L H ↓ L L QO /QO H ↓ H L H L H ↓ L H L H H ↓ H H /QO QO H H X X QO /QO （說(shuō)明： H－高電平， L－低電平， X－任意，↓－高到低電平跳變） STM32 最小系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 這部分是由單片機(jī)、晶振電路、按鍵電路等組成。掉電方式保存了 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件 工作指導(dǎo)下一個(gè)硬件復(fù)位。 時(shí) 鐘和啟動(dòng) 系統(tǒng)時(shí)鐘的選擇 是在啟動(dòng)的時(shí)候選擇的，復(fù)位時(shí)內(nèi)部 8MHz 的 RC 振蕩器唄選為默認(rèn)的 CUP 時(shí)鐘，隨后可以選擇外部的、具失效監(jiān)控的 4~16MHz 時(shí)鐘；當(dāng)檢測(cè)到外部時(shí)鐘失效時(shí)，他被隔離，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)地切換到內(nèi)部的 RC 振蕩器，如果使能了中斷，軟件可以接受到相應(yīng)的中斷。復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作， stm32 在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀 態(tài)開(kāi)始工作。當(dāng)前面向市場(chǎng)上字符液晶顯示模塊幾近都是一樣在 HD44780 液晶芯片的控制原理上完成的 [8]。 Freq=Freq+Freq*9/500000+Freq*2/5000000。 TIM2CNT=0。 //時(shí)鐘分頻 = psc。//模式 TIM_TimeBaseInit(TIM5, amp。 } void TIM5_IRQHandler(void) { /* Clear TIM3 Capture pare interrupt pending