【正文】 1— 3） 從上述公式我們可以看到，其測量精度與 SN 和標(biāo)準(zhǔn)頻率精度有關(guān)，而與被測信號無關(guān)。在不更換芯片型號的情況下，可以擴(kuò)展 I/O 接口，或者譯碼器。 void mesc(unsigned int x){ unsigned int j。 } 劉峰 基于單片機(jī)的相位差測試儀的研究 21 void main(void) { display(byte) } 電路硬件連接圖如圖－ 12 AT89S52TXDRXD88CPCP8~74LS164ABQa Qh~B74LS164AQa QhCPCP8~BA74LS164Qa Qh~AB74LS164Qa QhVccCPCP~BA74LS164Qa Qh8~BA74LS164Qa Qh8 圖－ 12 劉峰 基于單片機(jī)的相位差測試儀的研究 22 第四 章 模擬仿真及結(jié)論 仿真工具的選擇 由于誤差主要產(chǎn)生在小信號處理部分 ,為了進(jìn)行誤差 分析有必要對小信號處理部分進(jìn)行模擬仿真。絕對誤差為： TTx ??? ，與 T? 成正比， T? 受直流偏置直接影響。設(shè)兩信號上升沿之間的寬度為 ? ，標(biāo)準(zhǔn)計數(shù)時鐘為 20KHZ，計數(shù)周期為 ，則脈寬寬度的測量值為 ??N? ,在一次測量 中，計數(shù)值為 N 可能產(chǎn)生正負(fù) 1 個計數(shù)脈沖周期的計數(shù)誤差，則綜合脈寬測量的誤差和頻率測量的誤差，可得相位測量的相對誤差為 ? ??? ????? fff 可以看出，相位差脈沖頻率越高脈寬測量誤差越大，信號頻率越低頻率測量誤差越大，但因脈寬測量的誤差起主要作用，所以總體來講頻率越高誤差越大。 拆字子程序 sbit P1_0=P1^0。 計數(shù)器開始工作 P1_6=1。 P1_3=1。 t=100*x。 printf(out1=%d\n,out1)。然而，任何一個輸入電壓不允許超過負(fù)電源，這會使大的 電流流過，而可能由此造成單元?dú)摹＠?，輸出至輸入的電阻器?yīng)置于接近輸入的殼體上，以使輸入至地的電容減至最小，從而使干擾減至最小，反饋極頻率增至最大。等等這些都為以后在工作崗位上更好的工作有很大的幫助。t agree with the disciplinary action your employer has taken against you ? your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly. For more information about dismissal and unfair dismissal, see Dismissal. You can make a claim to an employment tribunal, even if you haven39。而經(jīng)過這個階段，我們對 Protel軟件的使用比以前大有長進(jìn)。若迫使放大器驅(qū)動重負(fù)載電流，那么在負(fù)電壓擺幅上可能使輸入失調(diào)電壓增加，而最終在正和負(fù)電壓擺幅上達(dá)到有效的電流極限。 15V 輸出短路時間 連續(xù) 貯存溫度范圍 65～ +150℃ 引線溫度（焊接， 10 秒） 雙列直插式封裝 260℃ 焊接， 10 秒 260℃ 小輪廓封裝 氣相（ 60 秒） 215℃ 紅外（ 15 秒） 215℃ 對焊接表面安裝器件的其他方法，參見 AN450“表面安裝方法及其對產(chǎn)品可靠性的影響” ESD 額定值待定 應(yīng)用提示 LF353 是具有內(nèi)部微調(diào)輸入失調(diào)電壓和 JFET 輸入器件的運(yùn)算放大器（ BIFET‖TM工藝）。 printf(out4=%d\n,out4)。j125。 P1_1=1 P1_21 d=P0。 P1_0=0。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具 全 Windows界面，另外重要的一點只要看一下編譯后生成的匯編代碼 就能體會到 Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊容易理解在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 相 位測量模塊的誤差 位測量模塊。輸入的兩個同頻正弦信號轉(zhuǎn)換成時間門控制信號時，由于轉(zhuǎn)換電平，噪聲以及所選器件的性質(zhì)影響，存在一個觸發(fā)轉(zhuǎn)換誤差。 ＃ include define uchar unsigned char uchar byte=0x59。具體情況見流程圖單片機(jī)源程序見 圖－ 11。在單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到頻率 f 和相位 。其中 HZ74LS161 的管腳圖見附錄 劉峰 基于單片機(jī)的相位差測試儀的研究 14 測頻部分 測頻原理 傳統(tǒng)測量方法中，測量精度受被測頻率得影響。 由于要求把最小的信號（即 1mv）放大到 5V，則要求放大倍數(shù)為 5000 倍（即）。電路及參數(shù)如圖4所示。的精度。 ～ +90176。 方案三：如圖 1采用單片機(jī)和計數(shù)器實現(xiàn)數(shù)字相位測量。 傳統(tǒng)的測量方法很多 , 有示波器測量法、轉(zhuǎn)化為時間間隔法、電壓測量法、零示法等。硬件結(jié)構(gòu)簡單 , 程序簡單可讀寫性強(qiáng) ,軟件采用匯編語言實現(xiàn) , 效率高。將兩路輸入信號分別通過放大，整形，過零比較，然后分別輸入到單片機(jī)的兩個外部中斷，一個中斷開啟定時器，另一個中斷關(guān)閉定時器，通過讀取定時器值即可得到相位差。該方案的優(yōu)點是相移量可以很大（ 0176。誤差主要是電阻，電容誤差產(chǎn)生。 通過比較上述三種方案的優(yōu)缺點，結(jié)合實際情況，筆者決定采用第三種方案。電路的振蕩頻率 f 為 [C(R1+RP1/2)] 。 （ C1） 異或輸入信號輸入信號標(biāo)準(zhǔn)頻率信號清零信號計數(shù)器 圖 － 7 假設(shè)計數(shù)器計了 0N 個脈沖，標(biāo)準(zhǔn)信號的頻率 XF ，則 t= XFN/0 。被測信號的上升沿到來時， D 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，其Q 為高電平， D 觸發(fā)器控制測頻部分的計數(shù)器同時工作，這就保證了測頻部分的兩組計數(shù)器能同時工作，這也是測頻部分原理的根據(jù)。為了使計數(shù)器輸出連接在一起而造成短路，于是在接入前串接一個三態(tài)門總線。輸出顯示部分采用 6塊 LED 數(shù)碼管和 6 塊 74164，由單片機(jī)輸出的頻率和相位分時顯示在顯示管上，當(dāng)數(shù)據(jù)從單片機(jī)傳出時，必須經(jīng)過譯碼器譯碼才能顯示在顯示管上， LED 數(shù)碼顯示管有兩種接法，這里采用共陽極 接法。 觀察 U1 基本于預(yù)期波形相符，而 U2,U3,U4 都有不同程度的偏差，這與靜態(tài)工作點的選擇有關(guān)，通過改變電容的大小和 LP311,LF353 直流激勵源的參數(shù)可以達(dá)到目的。如果兩路輸入信號的幅度相差較大的話（例如一路信號的峰 峰為 5V，另一路為 ），兩路遲滯比較器引入的相位差可能 有較大差值（十余度），這使得相位差大得難于接受。 設(shè)計改進(jìn)：測量儀部分的誤差主要在信號前級處理電路，主要是由隔直電容和運(yùn)放等集成芯片產(chǎn)生。 sbit P1_5=P1^5。 a=P0。 l=k*f*360/V。 q=t%10。 LF353引腳與標(biāo)準(zhǔn) LM1558兼容。 放大器將以等于正電源的共模輸入電壓工作，然而，在此條件中，增益帶寬和轉(zhuǎn)換速 劉峰 基于單片機(jī)的相位差測試儀的研究 39 率可能會降低。附加電容器的電容值應(yīng)使此電容器和其平聯(lián)電阻的 RC 時間常數(shù)大于或等于原來的反饋極時間常數(shù)。 劉峰 基于單片機(jī)的相位差測試儀的研究 41 感謝辭 本次畢業(yè)設(shè)計歷時三個月，在這三個月里，從一開始課題分析，到方案的選擇，成型；從方案的各環(huán)節(jié)的理論驗證，到各環(huán)節(jié)的功能的實現(xiàn)；從仿真時的疑惑重重，到論文的書寫等等，期間，在資料的查找，元器件的選擇，方案的比較選擇，等等，都得到了劉百芬老師的有力指導(dǎo)和幫助。尤其是在方案的選擇 方面，他給的參考性意見給了我們莫大的幫助，使我們少走了很多彎路。 首先畢業(yè)論文的設(shè)計要求我們認(rèn)真研究該課題，了解該課題研究的國內(nèi)外相關(guān)背景，發(fā)展前沿及趨勢，通過上網(wǎng)和圖書館查找相關(guān)資料，不但給我們的方案選擇指明了方向，而且拓寬了視野，增長了見識。 LF353，由齊納基準(zhǔn)偏置，允許電路在177。 LF353可用在如高速積分器，快速 D/A 轉(zhuǎn)換器，取樣保持電路等應(yīng)用中，還可以用在需要低輸入失調(diào)電壓，低輸入電 流，高輸入阻抗，高轉(zhuǎn)換速率和寬頻帶的其他許多電路中。 out2=court[z]。 else i=360l。 P1_2=0。 sbit P1_7=P1^7。對于晶振所引起的誤差，可以采用與標(biāo)稱頻率誤差更小的晶振來降低誤差。減小電壓比較器引 入的相位誤差的一個直接辦法是對輸入的信號進(jìn)行放大，將兩路信號放到幅度大致相等后在送入遲滯型電壓比較器。即177。這種接法僅用 1條輸出指令，就可以進(jìn)行 LED 顯示，但它所使用的硬件 電路較多，而硬件譯碼缺少靈活性，只能顯示十進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)（包括空白字符）。而 C語言有簡單實用且具有較好移植性的特點。這能很好的滿足設(shè)計精度要求，使系統(tǒng)誤差達(dá)到較小。這里所需要的是 t/T 比例，可以實現(xiàn)與相位無關(guān)的相位等精度測量，具體理論可以參考測頻部分。 當(dāng) RP1動端在中間位置，斷開管腳 8 與 7 之間的連線，在 +VCC與 VEE之間接一電位器，使其動端與 8 腳相連，改變正電源 +VCC與管腳 8 之間的控制電壓（即調(diào)頻電壓），則振蕩頻率隨之變化，因此該電路是一個頻率可調(diào)的函數(shù)發(fā)生器。這樣就筆者得到所需要的方波脈沖 。 ～ 50176。都可），并且精度高，數(shù)字控制方便。但是，51系列單片機(jī)速度較慢，難達(dá)到相位絕對小于 1176。 關(guān)鍵詞 : 相位差；單片機(jī) ； 計數(shù)器；數(shù)碼顯示管 劉峰 基于單片機(jī)的相位差測試儀的研究 2 Designs of Low frequency Digital Phase Measurement Based on Single Chip Abstract A new kind of low frequency digital phase measurement instrument is residented which is based on is a plete system whose core is based on single chip 8051 and arithmometer and charactron. It may measure the frequency and phase of the signal which begin from 1 Hz to 1000Hz, absolute error is not more than 1176。 相位檢測和數(shù)據(jù)判決技術(shù)是電力系統(tǒng)自動控制和諧波分析與控制的關(guān)鍵技術(shù) ， 相位差的測量是研究網(wǎng)絡(luò)相頻特性中不可缺少的重要方面 , 例如在電工儀表、同步檢測的數(shù)據(jù)處理以及電工實驗中，常常需要測量兩列同頻信號的相位 差。即通過數(shù)字鑒相器，如異或門鑒相電路輸出相差脈沖，經(jīng)過低通濾波器濾出直流成分（含相位信息）。 方案二；模擬移相，由 R， C 組成移相網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行移相。這種方法能快速實現(xiàn)頻率變換，具有低相位噪聲以及所以方法中最高的工作頻率。 圖 3 方案細(xì)化 、數(shù)字式相位測量儀 （ 1） 小信號處理部分 整體結(jié)構(gòu)圖 小信號部分主要由放大，放大限幅，電平轉(zhuǎn)換，數(shù)字整形四部分構(gòu)成。 圖－ 6 劉峰 基于單片機(jī)的相位差測試儀的研究 12 原理圖分析及各參數(shù)設(shè)置 為了提高輸入阻抗和限制輸入幅度，在輸入端上并上一個 R1=100KΩ的電阻和一組二極管（反相擊穿電壓為 ），這樣可以避免信號過多的衰減和因輸入過大而燒毀放大器。函數(shù)發(fā)生起的頻率為 20KHZ，計數(shù)器最大可計數(shù)的值為 65535，最大可測量時間大于 1 秒，而所測信號的范圍在 1HZ ～ 1000HZ 之間，最大周期為 1 秒。如圖 － 10，當(dāng)輸出 Q 為 1 時，則 A 超前 B，反之 B 超前 A。 KLC 軟件使用說明見附錄。 通過比較以軟件為