【正文】 序存儲(chǔ)器。對(duì)外接電容 C C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30pF177。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位， RST 端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。 表 LCD1602 管腳功能表 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō) 明 1 VSS 電源地 4~6 RS、 RW、 E 數(shù)據(jù)命令選擇 2 VDD 電源正極 7~14 DE0~DE7 數(shù)據(jù) I/O 3 V0 液晶顯示偏壓信號(hào) 15~16 BLA、 BLK 背光源正、負(fù)極 由管腳功能表可知， VSS 接 地 ， VDD 接 5V電源正極 ， V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端（ 接正電源時(shí)對(duì)比度最弱 ， 接地電源時(shí)對(duì)比度最高 ）， 通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器 R3 調(diào)整對(duì)比度 。 圖 超限報(bào)警電路 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 時(shí)差檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 時(shí)差檢測(cè)電路主要包含以下幾個(gè)主要模塊：自動(dòng)量程控制、 繼電器 驅(qū)動(dòng)、 AD 轉(zhuǎn)換、相位測(cè)量四個(gè)部分。當(dāng)三者之一輸出低 電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的 繼電器 J 吸合 ，同時(shí)分檔電路里對(duì)應(yīng)的繼電器也吸合，對(duì)應(yīng)檔位導(dǎo)通 ；若為 高電平，繼電器 J 釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。當(dāng)差分輸入時(shí)，要分配輸入通道的極性，兩個(gè)輸人通道的任何一個(gè)通道都可作為正極或負(fù)極。具體電路如圖 所示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇 LM339 輸入共模范圍的任何一點(diǎn)），另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。鑒于 C語(yǔ)言編程有眾多優(yōu)點(diǎn)，在本 設(shè)計(jì)中，采用的是 C語(yǔ)言編寫程序。 C 語(yǔ) 言有功能豐富的庫(kù)函數(shù)、運(yùn)算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)硬件的控制。在此對(duì)話 窗口的“ Database”欄中，單擊“ Atmel”前面的“ +”號(hào)，或者直接雙擊“ Atmel”，在其子類中選擇“ AT89C51，確定 CPU 類型，如圖 所示。 圖 Proteus ISIS 編輯環(huán)境 *.dsn 打開繪圖界面后，首先新建一個(gè)繪圖文件，選擇“ File” — “ New Design”，并保存成 .dsn 型文件。 仿真圖的調(diào)試 當(dāng) 兩路信號(hào)的相位差在 0~360176。 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 致 謝 四季更替，當(dāng)大學(xué)生活的第四個(gè)夏天來(lái)到時(shí)，我的大學(xué)生活也即將畫上了一個(gè)句號(hào)。 P8596 [10] 張靖武 周靈彬 . 單片機(jī)原理、應(yīng)用與 PROTEUS 仿真 , [M]北京： 電子工業(yè)出版社， 2020 年 4 月 .P6386 [11] 周潤(rùn)景 張麗娜 基于 PROTUSE 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真， [M]北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 年 .P5459 [12] 張毅剛 等編 .新編 MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) [M].哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2020 年 7 月 . [13] 潘永雄，劉殊．單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社 ,2020. [14] 謝沅清，鄧鋼編著 .通信電子線路 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2020 年 7 月 . 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 [15] 操長(zhǎng)茂 ， 秦工 .數(shù)字式相位差測(cè)量?jī)x .儀表技術(shù) ， 2020， (2)： 1819 [16] 白鵬 ， 王建華 ， 劉君華 .基于虛擬儀器的相位測(cè)量算法研究 .電測(cè)與儀表 ， 2020， (8)： 2026 [17] 鄧新蒲 ， 盧啟中 ， 孫仲康 .數(shù)字式相位差測(cè)量方法及精度分析 .國(guó)防科技大學(xué)學(xué) 報(bào) ， 2020， (5)： 7074 [18] 胡文軍 ， 李震梅 ， 饒明忠 .基于虛擬儀器的電網(wǎng)信號(hào)相位差測(cè)量的研究 .山東理工大學(xué)學(xué)報(bào) ， 2020， 17(2)： 9093 [19] A digital frequency independent phase . 1990,39(4):665667 [20] phase meter with quasiquadrature signal. . Electronics,1993,74(3):451458 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 附錄 Ⅰ 程序清單 include include include define uint unsigned int define uchar unsigned char uint a = 0。 } //***************************寫指令子程序 ************************* void write_(uchar ) { RS=0。=0x01。 } //********************在指定行列寫入指定字符串 ********************* void writeString(uchar Xpos,uchar Ypos,char s[]) { uchar p=0。 writeString(6,0,Phase is )。 writeString(0,0,..)。 d = 0。 } } int_t0() interrupt 1 { b++。 t2!=0) { Display()。 //writeString(0,0,c)。 write_(0x06)。 } //**********************光標(biāo)定位函數(shù) ****************************** void LcdPos (uchar Xpos,uchar Ypos) { uchar tmp。i0。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，改變了世界，也改變 了 人們 的生活。因此，本次電路設(shè)計(jì)的性價(jià)比相對(duì)較高。 圖 連線后的完整原理圖 （ 4）導(dǎo)入 .HEX 文件 選中 AT89C51 并單擊鼠標(biāo)左鍵，打開“ Edit Component”對(duì)話窗口，在此窗口中的“ Program File”欄中，選擇先前用 Keil 生成的． HEX 文件，如圖 所示。 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第 5 章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試 本章主要介紹了 本設(shè)計(jì)的 仿真調(diào)試環(huán)境以及調(diào)試結(jié)果、誤差來(lái)源 等相關(guān)問(wèn)題。 圖 主程序流程圖 本設(shè)計(jì)用到了兩個(gè)外部中斷，二者原理相同，故此處不再贅述，以 INT1 中斷服務(wù)子程序?yàn)槔幸幌铝鞒虉D，如圖 所示。 C 語(yǔ)言對(duì)編寫需要硬件進(jìn)行操作的場(chǎng)合，明顯優(yōu)于其它解釋型高級(jí)語(yǔ)言，有一些大型應(yīng)用軟件也是用 C 語(yǔ)言編寫的。 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 在目前的單片機(jī)軟件開發(fā)中，常用的語(yǔ)言是匯編語(yǔ)言和 C語(yǔ)言兩種。由于 LM339 使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大 IC 生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如 IR233 ANI33 SF339 等，它們的參數(shù)基本一致，可互換 使沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 用。如果要再進(jìn)行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換，片選 CS 必須再次從高向低跳變，后面再輸入啟動(dòng)位和配置位。 CLK 為串行時(shí)鐘輸入端。加入二極管后，繼電器線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流由二極管D 流過(guò)，因此不會(huì)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，晶體管便得到了保護(hù)。一片 SN75468 可以驅(qū)動(dòng) 7 個(gè)繼電器，驅(qū)動(dòng)電流可達(dá) 500mA，輸出端最大工作電壓為 100V。 超限報(bào)警電 路的設(shè)計(jì) 蜂鳴器俗稱喇叭，是廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品的一種元器件，它用于提示、報(bào)警、音樂(lè)等許多應(yīng)用場(chǎng)合。單片機(jī)將處理后的數(shù)據(jù)送到LCD1602 中進(jìn)行輸出顯示。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。 在通常工作條件下 ，普通 晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十 。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 單片機(jī)主控電路 輸入信號(hào) 被測(cè)網(wǎng)絡(luò) 時(shí)差測(cè)量電路 穩(wěn)壓電路 顯示電路 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 主控電路圖 AT89C51 單片機(jī) 本設(shè)計(jì)中采用的 核心控制器是 AT89C51，它是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的一款低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K 字節(jié) FLASH 可反復(fù)擦寫 的 只讀程序存儲(chǔ)器 (EPROM)和 128 字節(jié) 的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)， 與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容 ，片內(nèi) 內(nèi)置通用 8 位中央處理器 (CPU)和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 的 AT89C51 單片機(jī)可提供高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 自動(dòng) 量程 控制原理論 證 本設(shè)計(jì)中，待測(cè)信號(hào)是 0V～ 500V 正弦交流信號(hào)，要想進(jìn)行相位測(cè)量，則需先將該信號(hào)進(jìn)行降壓處理。 過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)法是一種將相位測(cè)量變?yōu)闀r(shí)間測(cè)量的方法。 同頻信號(hào)間相位差的測(cè)量在電力系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、智能控制及通信、電子、地球物理勘探等許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。相位差測(cè)量的基本原理為：對(duì)信號(hào)波形的變換 、 比較及相關(guān)數(shù)學(xué)運(yùn)算。 圖 系統(tǒng)總體框圖 主控電路設(shè)計(jì) 這部分是由單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路組成。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 晶振電路的設(shè)計(jì) 晶振 是 一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化 ，產(chǎn)生 穩(wěn)定 、 精確 的共振頻 率的元件。 手動(dòng)按鈕復(fù)位 手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平。 S1 松 開 ， C3又充電，在 10K 電 阻上 又 出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。 LM7805 是最常用到的穩(wěn)壓芯片。 降壓電路里 分壓 電阻的取值 因輸入信號(hào)的幅值的不同而不同 ， 若設(shè)參考信號(hào)的幅值為 ，與接地端直接相連的電阻取 1k， 待測(cè)信號(hào)的幅值為 Vm， 則有 * ?? kRx kVm （ ） 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 由此可知， kVmkRx *1 ?? （ ） 因此，當(dāng) Vm 分別為 500V、 50V、 5V時(shí)， Rx 對(duì)應(yīng)的分別為 199k、 19k、 1k。繼電器釋放時(shí)，由于繼電器線圈存在電感，這時(shí)晶體管 9013 已經(jīng)截止，所以會(huì)在線圈的兩端產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓。 CH0， CHl 為兩路模擬信號(hào)輸入端。 ADC0832接著在第 4 個(gè)時(shí)鐘下降沿輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 1V~177。 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 74LS113 管腳圖 引腳介紹： /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 所示： 表 74LS113 功能表 （說(shuō)明： H— 高電平， L— 低電平， X— 任意， ? — 高到低電平跳變 ）