【正文】 直至設(shè)定的計數(shù)時間 t1 到，然后再重新打開外部中斷，而此時并不會立即 關(guān)閉計數(shù)器 T0 和定時器 T1，而是要等到被測脈沖的下一個下降沿到來觸發(fā)外部中斷0 響應(yīng)后，再去同時關(guān)閉計數(shù)器 T0 和定時器 T1，此時做到了測量結(jié)束的同步。 C/T 的狀態(tài)可由 T0的方式寄存器 TMOD 進行設(shè)置。 ① 提出系統(tǒng)的硬件方案和方案論證優(yōu)化； ② 根據(jù)要求完成單片機的基本系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計； 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文說明書 2 ③ 完成對 電壓、頻率等 信號的檢測和接口電路的設(shè)計； ④ 完成 顯示 電路的設(shè)計； ⑤ 完成軟件需求的系統(tǒng)分析?；趩纹瑱C的電壓頻率監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 基于單片機的電壓頻率監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 目錄 摘要 .................................................................................................................................I Abstract ......................................................................................................................... II 第一章 緒論 .................................................................................................................. 1 問題的提出 ...................................................................................................... 1 設(shè)計的意義 ..................................................................................................... 1 設(shè)計的主要內(nèi)容 ............................................................................................. 1 第二章 系統(tǒng)概述 .......................................................................................................... 3 電壓 /頻率的測量方法 ................................................................................... 3 頻率的測量原理 ................................................................................... 3 周期測量法 ................................................................................ 4 直接測頻法 ................................................................................ 7 電壓測量方法 ....................................................................................... 9 A/D 轉(zhuǎn)換法 ................................................................................ 9 V/F 轉(zhuǎn)換法 .............................................................................. 14 方案選擇 ........................................................................................................ 17 系統(tǒng)框圖 ........................................................................................................ 17 第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 .................................................................................... 19 單片機處理控制電路 ................................................................................... 19 頻率信號預(yù)處理電路 ................................................................................... 21 小信號放大電路 ................................................................................. 22 整形電路 ............................................................................................. 22 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ................................................................................................ 24 復(fù)位電路部分 ............................................................................................... 27 晶振電路部分 ............................................................................................... 29 LCD 顯示電路 ............................................................................................... 29 LCD 選型 ............................................................................................ 30 接口說明 ............................................................................................ 30 指令描述 ............................................................................................ 31 接口時序說明 .................................................................................... 33 電源電路的設(shè)計 ........................................................................................... 35 串口通信電路 ............................................................................................... 36 第四章 系統(tǒng)控制軟件設(shè)計 ........................................................................................ 40 系統(tǒng)軟件框圖 ................................................................................................ 40 頻率測量子流程圖 ....................................................................................... 41 A/D 轉(zhuǎn)換子流程圖 ........................................................................................ 42 顯示子程序 ................................................................................................... 43 延時子程序 .................................................................................................... 44 第五章 誤差分析 ........................................................................................................ 46 177。 技術(shù)指標(biāo) ① 電壓范圍： 0250V； ② 頻率范圍 ： 09999HZ； ③ 檢測周期：≥１０次／秒； ④ 測量精度： 電壓 ≤177。定時 /計數(shù)器 T1與之相類似。最后分別取出計數(shù)器 T0 中的計數(shù)值 N和定時器 T1 的內(nèi)部計時時間 T1 代入公式f=N/T1 進行數(shù)據(jù)運算，送數(shù)碼管顯示被測脈沖頻率。并行比較型和逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器屬于這一類。并行 A/D 轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點是轉(zhuǎn)換時間 短，可小到幾十納秒，但所用的元器件較多，如一個 n位轉(zhuǎn)換器，所用的比較器的個數(shù)為 2n1 個。圖 給出的是 VT 型雙積分式 AD 轉(zhuǎn)換器的原理圖。因此得到： I1R EF2 URCTVRCT ? 即 IREF12 UVTT ? 式表明，反向積分時間 T2 與輸入模擬電壓成正比。 (a) 電路結(jié)構(gòu) (b) 電壓波形 圖 2. 14 施密特觸發(fā)器型壓控振蕩器的原理性電路和電壓波形 由圖 的電壓波形可以看出，當(dāng)充、放電電流 I0 增大時，充電時間 T1和放電時間 T2 隨之減小，故振蕩周期縮短、震蕩頻率增加。 Q 端的高電平使 T2 導(dǎo)通， Vo=0。 這樣可以很好的實現(xiàn)本設(shè)計所要求的功能。當(dāng)作為輸入端使用時， P1 口因為內(nèi)部存在上拉電阻，所以當(dāng)外部被拉低時會輸出一個低電流（ IIL）。 ALE/PROG :當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許是一輸出脈沖，用以鎖存地址的低 8 位字節(jié)。由單片機來處理后送到顯示器進行直觀顯示。在輸出端得到規(guī)則的矩形脈沖，對波形進行了變換和整形。 IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文說明書 24 A/D 轉(zhuǎn) 換電路 單片機本身只能識別和處理一種離散的數(shù)字信號，而在實際的控制系統(tǒng)中，需要監(jiān)測和控制的是一些電壓、電流等隨時間連續(xù)變化的電物理量，所以為了實現(xiàn)單片機對一個應(yīng)用系統(tǒng)的控制和檢測， A／ D轉(zhuǎn)換電路是必不可少的設(shè)計環(huán)節(jié)。 圖 3. 2 頻率信號預(yù)處理電路 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文說明書 22 降壓 電路 交流電要經(jīng)過變壓器件降壓后才可以通過放大、整形電路將信號送入 單片機進行處理。 一般情況下， ALE 是以晶振頻率的 1/6 輸出，可以用作外部時鐘或定時目的。 P2 口的輸出緩沖能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯門電路。 AT89 系列單片機是美國 ATMEL 公司近年來推出的一種新型高性能低價位，低電壓，低功耗的 8位 CMOS 微型計算機。而 Q 端的低電平使 T3 截止，所以 CT 也同時開始充電。 、放電型壓控振蕩器 圖 是用 CMOS 電路構(gòu)成的電容交叉充、放電型壓控振蕩器的原理圖。若輸入電壓 UI1UI， U?O1UO1，則 22TT?? ，它們之間也都滿足固定的比例關(guān)系，如圖 所示。( M S B )( L S B )GGU???1S0S0d2nd 1nd C PU O 1 圖 2. 12 雙積分型 AD 轉(zhuǎn)換器的框圖 轉(zhuǎn)換開 始前，先將計數(shù)器清零，并接通 S0使電容 C 完全放電