【正文】 ............................................................ 24 圖 3. 8 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ..................................................................................... 25 圖 3. 9 X25045 引腳圖 ................................................................................................ 27 圖 3. 10 X25045 看門狗電路硬件連接圖 .................................................................. 28 圖 3. 11 晶振電路 ....................................................................................................... 29 圖 3. 12 顯示電路 ........................................................................................................ 29 圖 3. 13 LCD 管腳圖 .................................................................................................... 30 圖 3. 14 讀操作時(shí)序 ................................................................................................... 33 圖 3. 15 寫操作時(shí)序 ................................................................................................... 34 圖 3. 16 直流穩(wěn)壓電源基本組成框圖 ........................................................................ 35 圖 3. 17 常見整流濾波電 路 ....................................................................................... 36 基于單片機(jī)的電壓頻率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 3. 18 電源電路 ....................................................................................................... 36 圖 3. 19 串口通信電路 ............................................................................................... 37 圖 3. 20 九針串口引腳功能圖 ................................................................................... 38 圖 3. 21 MAX232 的引腳圖 .......................................................................................... 39 圖 4. 1 系統(tǒng)總流程圖 .................................................................................................. 40 圖 4. 2 頻率測(cè)量子流程圖 .......................................................................................... 41 圖 4. 3 A/D 轉(zhuǎn)換子流程圖 .......................................................................................... 42 圖 4. 4 顯示流程圖 ..................................................................................................... 44 圖 5. 1 原理波形圖 ..................................................................................................... 48 圖 5. 2 量化時(shí)延原理 ................................................................................................. 49 表目錄 表 并行比較型 AD 轉(zhuǎn)換器的輸入輸出關(guān)系 ....................................................... 11 表 P3 口的第二功能 ............................................................................................. 20 表 X25045 指令及其含義 ..................................................................................... 28 表 X25045 狀態(tài)寄存器 ......................................................................................... 28 表 LCD 接口說明表 ................................................................................................ 30 表 RAM 地址映像表 ............................................................................................ 32 表 LCD 接口時(shí)序表 .............................................................................................. 34 表 RS232C 接口信號(hào)表 ....................................................................................... 38 表 相對(duì)誤差 ........................................................................................................... 47 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 I 摘要 隨 著 信息化 、數(shù)字化在各行各業(yè)的迅猛發(fā)展， 工業(yè) 系統(tǒng)中的信息化、數(shù)字化也將成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。 因此利用 交流電頻率、電壓測(cè)量的 技術(shù) ， 設(shè)計(jì)出電壓頻率檢測(cè)系統(tǒng)，可以 簡(jiǎn)化系統(tǒng)的操作 空間 ， 提高工作效率 。 1V，頻率 ≤177。 1 誤差所引起的測(cè)頻誤差將會(huì)大 到不可允許的程度，例如， fX=10Hz,T=1s,則由177。 圖 2. 1 AT89C52 定時(shí) /計(jì)數(shù)器基本組成 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文說明書 4 周期測(cè)量法 測(cè)周期法又稱計(jì)時(shí)法 ，適用于低頻信號(hào)。其特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)不是用來填充待測(cè)信號(hào)的周期，而是與待測(cè)信號(hào)分別輸入到兩個(gè) 計(jì)數(shù)器進(jìn)行同步計(jì)數(shù)。定時(shí)器 T1 中的設(shè)定計(jì)數(shù)時(shí)間 t1 主要用來完成對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)刷新周期的控制，即每一次測(cè)量過程中對(duì)脈沖采集時(shí)間的設(shè)定，為了保證測(cè)量和顯示的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新，一般 t1 取 到 1S 為佳。 圖 2. 8 計(jì)數(shù)法設(shè)計(jì)軟件流程圖 用定時(shí)器 T1 來產(chǎn)生一個(gè) 1S 的時(shí)鐘基準(zhǔn)，同時(shí)計(jì)數(shù)器 T0 對(duì)由 口輸入的周期性矩形脈沖信號(hào)的下降沿進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，再將累積計(jì)數(shù)值 M送數(shù)碼管顯示。而間接型 A/D 轉(zhuǎn)換器先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成中間量（如時(shí)間、頻率等），然后再將中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換速度比較慢。根據(jù)各比較器的參考電壓值，可以確定輸入模擬電壓值與各比較器輸出狀態(tài)的關(guān)系。 表 并行比較型 AD 轉(zhuǎn)換器的輸入輸出關(guān)系 模擬量輸出 比較器輸出狀態(tài) 數(shù)字輸出 C07 C06 CO5 CO4 CO3 CO2 CO1 D2 D1 D0 0≤ uIVREF/15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 VREF/15≤ uI3VREF/15 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 3VREF/15≤ uI5VREF/15 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 5VREF/15≤ uI7VREF/15 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 7VREF/15≤ uI9VREF/15 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 9VREF/15uI11VREF/15 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 11VREF/15uI13VREF/15 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 13VREF/15≤ uIVREF 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 單片集成并行比較型 AD 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品很多，如 AD 公司的 AD9012（ 8 位）、AD9002（ 8 位）和 AD9020（ 10 位）等。輸入電壓首先與 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出電壓（ VREF/2）相比較，如v1≥VREF/2，比較器輸出為 1，若 v1 VREF/2，則為 0。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文說明書 13 AV R E FAU I邏 輯 控 制時(shí) 鐘信 號(hào)計(jì)數(shù)器RCamp。在采樣開始時(shí)，邏輯控制電路將計(jì)數(shù)門打開，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。 在 T2 期間計(jì)數(shù)門 G2 打開，標(biāo)準(zhǔn)頻率為 fCP 的時(shí)鐘通過 G2，計(jì)數(shù)器對(duì) UG計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果為 D，由于 T1=N1TCP 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文說明書 14 T2=DTCP 則計(jì) 數(shù)的脈沖數(shù)為 IR E F1iR E F1 UVNUVT TD CP ?? 計(jì)數(shù)器中的數(shù)值就是 AD 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后數(shù)字量，至此即完成了 VT 轉(zhuǎn)換。 V/F 轉(zhuǎn)換 法 V/F 轉(zhuǎn)換 法是 將被測(cè)電壓加到 V/F 轉(zhuǎn) 換器上 ,然后對(duì)輸出的頻率進(jìn)行測(cè)量 ,后經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部程序的換算轉(zhuǎn)換為電壓值。如果電容充和放電的電流相等，則電容兩端的電壓 VA 將是對(duì)稱的三角波。當(dāng) VB升至 G4 的閾值電壓 VTH以后，觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)為 Q=0 的狀態(tài)， Cex1 重新自左向右地充電。同時(shí)鏡像電流源輸出端開關(guān) S 接到引腳 1 一邊，電流 I0 向 CL 開始充電。而對(duì)于 電壓 測(cè)量則 采用 A/D 轉(zhuǎn)換法， 用逐次型 A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量再將數(shù)字量送入單片機(jī)的方法來進(jìn)行測(cè)量， 這樣可以達(dá)到更好 達(dá)到測(cè)量的精度要求 ， 同時(shí)也很好的利用了單片機(jī)的資源。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文說明書 19 第 三 章 系統(tǒng)硬件電路的 設(shè)計(jì) 單片機(jī)處理控制電路 測(cè)量電路選用 AT89C52 作為頻率計(jì)的信號(hào)處理核心。 當(dāng) P0 口訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，它還可設(shè)定成地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用的形式。 P2 口： P2 是一帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向的 I/O 端口。 P3 口： P3 是一帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向的 I/O 端口。當(dāng)在 Flash 編程時(shí)還可以作為編程脈沖輸出（ PROG ）。 當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部編程指令時(shí)， EA應(yīng)該接到 VCC 端。頻率信號(hào)的預(yù)處理電路如圖 所示。 整形電路將正弦波轉(zhuǎn)化為 5V 的方波信號(hào)，供單片機(jī)進(jìn)行頻率測(cè)量。 脈沖信號(hào)再傳輸過程中前后沿產(chǎn)生了振顫或震蕩，使用施密特觸發(fā)器，可以進(jìn)行整形，如圖 、 。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8 位通用 A/D 芯片 1．主要特性 1） 8 路輸入通道， 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 21～ 2