【文章內(nèi)容簡介】 平。當(dāng) CLK 端接收到觸發(fā)脈沖時，Q 端有低電平變?yōu)楦唠娖?；?dāng)下一個脈沖到來， Q 端又由高電平變?yōu)榈碗娖?，如此不斷反?fù)。 74LS113 為雙下降沿 JK 觸發(fā)器，有預(yù)置位端。其管腳圖如圖 7所示。 圖 7 74LS113管腳圖 引腳介紹： /CP /CP2 時鐘輸入端（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 （說明： H— 高電平， L— 低電平， X— 任意， ? — 高到低電平跳變） 鑒相器電路的設(shè)計 鑒相器就是異或門電路， 輸入波形 Ug、 Uh 中，正脈沖寬度就是 Ug 和 Uh 相位差所對應(yīng)的時間差 。 10 圖 8 鑒相器輸入輸出波形圖 由圖可知，鑒相器的輸出信號是兩輸入信號的二倍頻信號，而該輸入信號是經(jīng)過 JK觸發(fā)器的二分頻信號，由此可知，該相位差信號和待測信號是同頻的。 顯示模塊 1602 在單片機(jī)系統(tǒng)中很常見，優(yōu)點就不再敘述，它的特點如下：顯示質(zhì)量高，數(shù)字式接口，體積小、重量輕，功耗低，而且它可以構(gòu)建簡單的人機(jī)交互界面，技術(shù)成熟，而且在網(wǎng)上的資料很多，所以容易使用和開發(fā)。 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :162 個字符 工作電壓 :— 工作電流 :() 各引 腳接口說明如 下 表所示 : 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 11 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： 接地 第 2 腳：接 5V。 第 3 腳： VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端 第 4 腳： RS為寄存器選擇 第 5 腳 ： R/W為讀寫信號線 第 6 腳： E端為使能端 第 7～ 14 腳： D0～ D7 數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源 的 正極。 第 16 腳：背光源 的 負(fù)極。 1602LCD 的指令說明及時序 如表 1014 所示： 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器 的 地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器 的 地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址 12 10 寫 數(shù)據(jù) 到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 與 HD44780 相兼容的芯片時序表如下： 讀狀態(tài) 輸入 RS=L， R/W=H， E=H 輸出 D0— D7=狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS=L， R/W=L， D0— D7=指令碼， E=高脈沖 輸出 無 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=H， E=H 輸出 D0— D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=L， D0— D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出 無 該模塊在本次設(shè)計中的電路如圖 9 所示： 圖 9 LCD1602 電路圖 4 軟件部分設(shè)計 在單片機(jī)設(shè)計中，可以使用 C語言和匯編語言。由于 C語言通俗易懂，移植性好， 13 所以本次設(shè)計使用 C語言來設(shè)計程序。 C 語言的簡介 本系統(tǒng)對核心測量電路 —— 相 位測量部分進(jìn)行了詳細(xì)的軟件設(shè)計。首先要對相位差的測量過程有個基本的了解，待測信號輸入相位測量電路，經(jīng)過整形、鑒相一系列處理后，最終得到了相位差信號，將該相位差信號送入 口（ INT0），再將取反后的相位差信號送入 口（ INT1）。通過軟件計數(shù)的方法對相位差信號的高電平和低電平分別計數(shù) 10個，同時開啟定時器，記錄相應(yīng)的時間。具體算法如下： 設(shè)相位差信號高電平的時間為 t1，低電平的時間為 t2，則相位差 t為 36021 1 ??? tt tt （ ） 其中，相位差信號高電平的時間為 t1，通過 INT1 測得，因為 INT1 管腳接入的是相位差取反后的信號，而取反信號低電平的時間就是原信號高電平的時間，當(dāng)外部中斷INT1 的中斷服務(wù)子程序啟動時，軟件計數(shù)也同時開始了，定時器 T0開始定時，沒來一次下降沿，軟件計數(shù)自動加 1，知道計數(shù)值為 10，關(guān)閉定時器 T0，并記錄此時所用時間，改時間相當(dāng)于 10 倍的 t1；同理，相位差低電平的時間為 t2，通過 INT0 測得，相位差信號直接送了 INT0 口，所以記錄 INT0 低電平的時間即為 t2，當(dāng)外部中斷 INT0 的中斷服務(wù)子程序啟動時，同樣軟件計 數(shù)的方法，并結(jié)合定時器 T1 定時，最后可求得相當(dāng)于10倍 t2 的時間。再根據(jù)式 方可得到所測相位差，并通過液晶顯示出來。 是 否 初始化 開始 t1 和 t2 是否非零 14 圖 10 主程序流程圖 INT1 中斷服務(wù)子程序 有 流程圖，如圖 11所示。 15 圖 11 INT1 中斷服務(wù)子程序 5 仿真調(diào)試及結(jié)果 經(jīng)過初步的分析和設(shè)計完成后， 系統(tǒng)的 軟件和硬件 調(diào)試是 分不開的。在后面的調(diào)試中，我們會發(fā)現(xiàn)，許多的硬件故障時在調(diào)試軟件的時候才慢慢的發(fā)現(xiàn)的，如果我們先排除掉系統(tǒng)中一些較為明確的硬 件故障，然后再對其進(jìn)行然間測試，這樣就可以調(diào)高測試的效率，減少測試的時間，使測試的可靠性更加好。在我們進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試的時候，我們要先對各個模塊進(jìn)行調(diào)試，避免系統(tǒng)調(diào)試的時候，因為模塊故障而無法繼續(xù)調(diào)試下去。學(xué)會排除，是設(shè)計成功的一大因素。 外部中斷 INT1 入口 開啟定時器 T0 軟件計數(shù)值 a是否為 0 定時器 T0初始化 計數(shù)值 a 自加 a 是否計數(shù)到 10 關(guān)閉定時器 T0， a 重新從 0 開始計數(shù) 記錄此時定時器的時間值 返回 是 是 否 否 16 硬件的調(diào)試 本次設(shè)計的調(diào)試不問分為下面幾個部分： （ 1）邏輯錯誤調(diào)試 成品模塊的邏輯錯誤是由于在設(shè)計過程中，模塊的排布安裝等問題造成的，這類錯誤包含：連接錯線、短路、開路，信號不同幾種，其中這個短路時最常見的錯誤。 （ 2）器件調(diào)試 元器件在使用的 過程中也可能會失效，其中原因可能是本身元器件壞掉了或者是由于組裝元器件的時候元器件失效了。例如某些電容、二極管的極限錯誤等等。 （ 3）可靠性調(diào)試 對于這樣的一種系統(tǒng)，引起系統(tǒng)不可靠的因素會有很多，很多時候，接觸不良，內(nèi)部干擾，外部干擾，電源過大，器件的負(fù)載太大等等，另外，走線和布局不合理有時候也導(dǎo)致出現(xiàn)在各種問題。 （ 4）電源故障 如果這系統(tǒng)中出現(xiàn)電源故障，那么可能是通電后，造成了器件的損壞。電源的故障包括下面幾個方面，有時候因為電壓值不符合設(shè)定的要求，有時候是電源的插座和引線借口不對，電源的功率不 足，負(fù)載能力很差。 在本次調(diào)試系統(tǒng)的時候，我們要用運用萬用表和反正模擬器，根據(jù)硬件電路圖我已經(jīng)設(shè)計好的裝配圖檢查好各個線路的正確性，并確定好各個元器件的型號，參數(shù)，規(guī)格是否正確。還要注意在焊接電路板的時候，布局布線等方面，避免電路出現(xiàn)極性錯誤或者短路，還要重點的檢查擴(kuò)張的系統(tǒng)是否存在相互之間的短路，或者有其他的信號之間短路。由于本次的整個電路板都是手工焊制，可能我出現(xiàn)虛焊短接等可能，需要特別注意這一方面。 軟件調(diào)試 在本系統(tǒng)中，硬件電路 采用 了 集成芯片設(shè) 計。每一個集成芯片都有相應(yīng)的控制方法，即工作時序 。在應(yīng)用每一個芯片的時候，都要認(rèn)真閱讀它的數(shù)據(jù)手冊，再了解它的參數(shù)和性能。該系統(tǒng)除含有傳感器模塊 外，還含有液晶顯示模塊， 模塊比較多，可以分別用 17 子函數(shù)來實現(xiàn)各模塊的初始化和工作。 （ 1）按鍵部分軟件調(diào)試 觀察按鍵按下之后顯示界面是否按照理論設(shè)計變化，發(fā)現(xiàn) 只 在按下