【正文】 bit */ TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC2)。 else if(Freq200) TIM5_Period=9。 stm32f103rbt6 處理數(shù)據(jù)（數(shù)字濾波、計(jì)算、送數(shù)據(jù)顯示 ）系統(tǒng)主程序框圖如圖 51 所示： 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 21 圖 51 主 程序 框圖 相位測(cè)量電路的主程序： void TIM2_IRQHandler(void) //TIM3 中斷 { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update )。看門狗計(jì)時(shí)完成后， NRST 腳輸出 96個(gè)晶振周期的高電平。 多個(gè)預(yù)分頻器用于配置 AHB 的頻率、高速 APB（ APB2）和低速 APB（ APB1）區(qū)域。多數(shù) GPIO引腳都與數(shù)字或模擬的復(fù)用外設(shè)共用。另外，將待顯示信息送給顯示模塊顯示。 其邏輯表達(dá)式為： BABABAY ???? （ ） 所以，其真值表如表 41 所示： 表 41 74LS86 真值表 輸入 輸出 A B Y L L L L H H H L H H H L 相位測(cè)量 電路設(shè)計(jì) 由 前面所 說(shuō)的相位和相位差的概念及聯(lián)系，以及相位差與時(shí)間差之間的比例關(guān)系為： ??:360: TT ? （ ） 可以通過(guò)測(cè)量時(shí)間差 ?T 及信號(hào)周期 T ，計(jì)算得到相位差 ? 。兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV 就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把 LM339 用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。 LM339 集成塊采用 C14 型封裝，圖 42 為外型及管腳排列圖。 同時(shí)，為了避免出現(xiàn)被測(cè)信號(hào)在過(guò)零點(diǎn)時(shí) 含有干擾，我們選用施密特觸發(fā)器組成的 整形電路。 5）如下事件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生中斷 /DMA： A．更新：計(jì)數(shù)器向上溢出 /向下溢出，計(jì)數(shù)器初始化 (通過(guò)軟件或者內(nèi)部 /外部觸發(fā) ) B．觸發(fā)事件 (計(jì)數(shù)器啟動(dòng)、停止、初始化或者由內(nèi)部 /外部觸發(fā)計(jì)數(shù) ) C．輸入捕獲 D．輸出比較 E．支持針對(duì)定位的增量 (正交 )編碼器和霍爾傳感器電路 F．觸發(fā)輸入作為外部時(shí)鐘或者按周期的電流管理 4 系統(tǒng)硬件 電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用以 MCU 為核心的方案來(lái)完成低頻相位測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì) [8]。 工作 原理： MCU— stm32 單片機(jī)的芯片 內(nèi)部集成了 個(gè) 16bit 定時(shí)器 ， stm32 的定時(shí)器功能十分強(qiáng)大，有 TIME1 和 TIME8 等高級(jí)定時(shí)器，也有 TIME2~TIME5 等通用定時(shí)器，還有 TIME6 和 TIME7 等基本定時(shí)器。由于輸出是一余弦或正弦函數(shù)，因此這種方法適用的頻帶范圍是較寬的信號(hào) 。 相位差測(cè)量方案選擇 相位差測(cè)量的基本原理 [5]主要有三種：對(duì)信號(hào)波形的變換和比較 、 對(duì)傅氏級(jí)數(shù)的運(yùn)算及對(duì)三角函數(shù)的運(yùn)算 ， 其實(shí)現(xiàn)方法如下： 過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)法 [6]： 這是一種將相位測(cè)量變?yōu)闀r(shí)間測(cè)量的方法，其原理是將基準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)零的時(shí)刻與被測(cè)信號(hào)通過(guò)零的時(shí)刻進(jìn)行比較，由二者之間的時(shí)間間隔， 推算出兩信號(hào)之間的相位差。 2 方案選擇 設(shè)計(jì)方案論證 從功能角度來(lái)看，相位測(cè)量?jī)x要完成信 號(hào)相位差的測(cè)量。 同時(shí)， 在工業(yè)和民用場(chǎng)合，為了對(duì)各種低頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)量分析，常常引入相位測(cè)量?jī)x。特別是集成電路和微電子技術(shù)的飛躍發(fā)展 ， 更為設(shè)計(jì) 、 安裝體積小、性能優(yōu)越、功能全的裝置創(chuàng)造了良好的條件。 同時(shí)，數(shù)字式相位測(cè)量?jī)x在工業(yè)領(lǐng)域中也是經(jīng)常用到的通用測(cè)量工具?？梢詫?duì)低頻率范圍的信號(hào)進(jìn)行相位等參數(shù)的精確測(cè)量，測(cè)相絕對(duì)誤差不大于 4176。硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 軟件采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn) ， 程序簡(jiǎn)單可讀寫(xiě)性強(qiáng) 、 效率高。 我們?cè)O(shè)計(jì)的相位測(cè)量系統(tǒng)電路，由 MCU 芯片和小規(guī)模的集成電路構(gòu)成。本次設(shè)計(jì) 就 是利 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻相位差的測(cè)量，使得儀表更加數(shù)字化、智能化，功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。因此，研究和設(shè)計(jì)低頻數(shù)字式相位測(cè)量?jī)x，將會(huì)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到推動(dòng)和 促進(jìn)作用。 Am、 ? 、 0? 稱為正弦量的三要素。以內(nèi) ， 欲使測(cè)量范圍擴(kuò)展到 360176。 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 5 相位差的測(cè)量 鑒相器就是異或門，在鑒相器的輸入波形 BA? 中，正脈沖寬度就是要測(cè)量的 A和 B 相位差所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差 ?T ，如圖 32 所示（其中波形 C 為鑒相器即異或門的輸出波形）： 圖 32 鑒相器的輸出 及 輸入波形圖 在測(cè)量相位差時(shí)還應(yīng)該考慮超前 、 滯后兩種 情況（ 圖中所示為 A超前 B）。 使用定時(shí)器預(yù)分頻器和 RCC 時(shí)基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 6 鐘控制器預(yù)分頻器，脈沖長(zhǎng)度和波形周期可以在幾個(gè)微秒到幾個(gè)毫秒 間調(diào)整。最后，由 顯示模塊 顯示出所測(cè)量計(jì)算 的 相位差 和輸入頻率 。在圖 41 中，比較器LM339 連接成了施密特觸發(fā)器的形式。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 11 231A84U1ALM358AN567B84U1BLM358ANVCCVCCGNDGND2KR14KR2R3GND2KR44KR5R6GND671B312U2BLM339VCCVCCGNDGND1KR71KR810KR91KR101KR111KR1210KR131KR14123P1Header 3GND12P2GND1CLK11K21J31PRE41Q51Q6GND72Q82Q92PRE102J112K122CLK13VCC1474LS113U374LS113123U4ASN74AHC86NVCCGNDVCCVCCD112P3GND12P4GNDVCC8914C312U2CLM339 圖 44 相位測(cè)量電路電路圖 其 各點(diǎn)的 輸出波形如圖 45 所示： 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 12 圖 45 相位測(cè)量電路 各點(diǎn)波形圖 單元電路的工作原理 JK 觸發(fā)器 2 的工作原理一樣，這里我們以 JK 觸發(fā)器 1 為例來(lái)說(shuō)明一下它們的工作原理： JK 觸發(fā)器的 J 端、 K 端和電源端均接高電平 +5V 上（注意 JK 觸發(fā)器 1 處在計(jì)數(shù)狀態(tài)）。 基于 stm32 的低頻相位測(cè)量?jī)x 設(shè)計(jì) 15 PE21PE32PE43PE54PE65VBAT6PC13TAMPERRTC7PC14OSC32_IN8PC15OSC32_OUT9VSS_510VDD_511OSC_IN12OSC_OUT13NRST14PC015PC116PC217PC318VSSA19VREF20VREF+21VDDA22PA0WKUP23PA124PA225PA326VSS_427VDD_428PA429PA530PA631PA732PC433PC534PB035PB136PB2/BOOT137PE738PE839PE940PE1041PE1142PE1243PE1344PE1445PE1546PB1047PB1148VSS_149VDD_150PB1251PB1352PB1453PB1554PD855PD956PD1057PD1158PD1259PD1360PD1461PD1562PC663PC764PC865PC966PA867PA968PA1069PA1170PA1271PA1372NC73VSS_274VDD_275PA1476PA1577PC1078PC1179PC1280PD081PD182PD283PD384PD485PD586PD687PD788PB389PB490PB591PB692PB793BOOT094PB895PB996PE097PE198VSS_399VDD_3100U1STM32F103VET6PE2PE3PE4PE5PE6VBATPC13PC14PC15VSS_5VDD_5OSC_INOSC_OUTNRSTPC0PC1PC2PC3PC4 PC5PC6PC7PC8PC9PA0PA1PA4 PA5 PA6 PA7PA8PA11PA12PA13PA14PA15PB0 PB1PB2/BOOT1PB3PB4PB10_SCL PB11_SDAPB12PB13PB14PB15PD0PD1PD2PD3PD4PD5PD6PD7PD8PD9PD10PD11PD12PD13PD14PD15PE0_CEPE1PE7 PE8 PE9 PE10 PE11 PE12 PE13 PE14 PE15VSSAVREFVREF+VDDABOOT0104C13104C22104C23104C10104C181uFC19GNDNC1234S6GND10uFC910uFC1410uFC2510uFC2410uFC1712Y18M12Y222pFC1122pFC1210pFC1510pFC16GNDGNDOSC_INOSC_OUTPC14