【文章內(nèi)容簡介】 定義，這樣一來就大大減少工作量，而且使整個程序變得簡單明了，可讀性強，易于修改。KLC軟件使用說明見附錄。單片機把獲得數(shù)據(jù)存儲在相應的數(shù)據(jù)單元以后，計算出頻率 和相位差，并通過串口輸出。具體情況見流程圖單片機源程序見圖－11。其中court[18]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x84,0xFF,0x8C}。為查表程序，它是十六進制數(shù)及空白字符與P采用共陽極接法時的顯示段碼。而下面是一段延時程序，它能產(chǎn)生1ms的延時，在本次程序中調(diào)用它，并給它傳遞一個2000的數(shù)，這樣就可以產(chǎn)生2000ms的延時，從而達到要求。void mesc(unsigned int x){unsigned int j。while ((x)!=0){for(j=0。j125。j++) {。}}} 圖－11在輸出顯示方面，筆者決定輸出顯示經(jīng)過計算后的頻率和相位。輸出顯示部分采用6塊LED數(shù)碼管和6塊74164，由單片機輸出的頻率和相位分時顯示在顯示管上，當數(shù)據(jù)從單片機傳出時，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。單片機與LED數(shù)碼顯示器有以硬件為主和以軟件為主的兩種接法以硬件為主的接口方法：在數(shù)據(jù)總線和LED顯示器之間，必須有所存器I/O接口電路，此外還應有專用的譯碼器/驅(qū)動器，通過譯碼器把1位十六進制數(shù)（4位二進制數(shù)）或BCD碼譯碼為相應的顯示段碼，然后有驅(qū)動器提供足夠的功率去驅(qū)動發(fā)光二極管。這種接法僅用1條輸出指令，就可以進行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，只能顯示十進制或十六進制數(shù)（包括空白字符）。該方法主要用于顯示位數(shù)較多或?qū)︼@示器的亮度有一定要求的場合。以軟件為主的接口方法：它是以軟件查表代替硬件譯碼，不但省去了譯碼，而且還能顯示更多的字符，但所驅(qū)動器是必不可少的，因為僅靠接口提供不了較大的電流供LED顯示器使用。通過比較以軟件為主的接口方法更適合本次要求。當8051的串行口不作通信使用時，可以使它工作在移位寄存方式（方式0），擴展74LS164來驅(qū)動LCD靜態(tài)顯示器，工作在寄存器方式時，串行口的TXD端輸出移位同步時鐘，RXD端輸出串行數(shù)據(jù)，即選碼數(shù)據(jù)。＃includedefine uchar unsigned charuchar byte=0x59。void display(uchar x){SBUF=X。/由串行口輸出While(Ti==0)。/等待8位發(fā)送結(jié)束Ti=0。}void main(void){display(byte)}電路硬件連接圖如圖－12 圖－12第四章 模擬仿真及結(jié)論由于誤差主要產(chǎn)生在小信號處理部分,為了進行誤差分析有必要對小信號處理部分進行模擬仿真。在仿真軟件的選擇上有PROTEL 和MATLAB兩種相對較熟悉的仿真軟件供選擇。通過比較，發(fā)現(xiàn)PROTEL更適合于對該小信號電路進行仿真，PROTEL仿真后的圖形效果更為直觀，而且有多種不同類型的分析，適合不同的要求，同時筆者在對PROTEL的使用較之MATLAB更為熟悉。于是，筆者決定選擇PROTEL進行仿真，PROTEL軟件的功能及使用說明見附錄?！? 利用原理圖編輯器（Schematic Edit）編輯仿真測試原理圖，在編輯原理圖過程中，除了導線，電源符號，接地符號外，（.lib），否則仿真時因找不到元件參數(shù)（如三極管的放大倍數(shù)，Ｃ－Ｅ結(jié)反向漏電流）而給出錯誤提示并終止仿真過程．本次仿真的電路圖中主要元件為放大器LF353，和穩(wěn)壓管，二極管，電容以及若干電阻．在放置元件操作過程中，元件未固定前，需按下Tab鍵進入元件屬性設置窗口，再分別單擊＂Attributes”,”Part Fields 18”,”Part Fields916”等屬性標簽，設置元件的仿真參數(shù)．在本次仿真電路中LF353,LP311,74LS14等器件除標號外，參數(shù)無須另外設置，需要設置參數(shù)的元件主要是電阻（確定放大倍數(shù)，和輸入輸出阻抗等）. 在設置參數(shù)時須注意默認的單位，如電容默認為Ｆ，電感為Ｈ等等．否則波形會與預期理論值有差別．原理圖見圖－13b..放置仿真激勵源在仿真測試電路中，必須包含至少一個仿真激勵源．本次電路要求的是兩同頻正弦信號波，為常用的激勵源，在＂Simulation Sources＂工具欄內(nèi)．同時放大器LF353,比較器LP311等器件需要直流驅(qū)動，因此也需要提供直溜激勵源，并且要設置激勵源的參數(shù)．在需要觀察電壓波形的節(jié)點上，放置節(jié)點網(wǎng)絡標號，以便觀察到指定節(jié)點的電壓波形，因為Protel99仿真程序只能自動檢測支路電流，元件阻抗，沒有節(jié)點電壓．在本次仿真電路中，主要有四個功能環(huán)節(jié)，為次分別在放大環(huán)節(jié)，放大限輔環(huán)節(jié)，整流環(huán)節(jié)，去除抖動環(huán)節(jié)這四個環(huán)節(jié)后設置節(jié)點網(wǎng)絡標號U1,U2,U3,．在原理圖編輯窗口內(nèi)，指向并單擊＂Simulate” 菜單下的“Setup…”指令進入“Analyses Setup”仿真設置窗口，選擇仿真方式及仿真參數(shù)．根據(jù)需要分析的類型，本次電路仿真我們選擇了工作點分析（Operating Point Analyses）和瞬態(tài)分析（Transient Analyses）,其中主要是瞬態(tài)分析，它是一種最基本最常用的仿真分析方式，屬于時域分析，用于獲得節(jié)點電壓，支路電流或元件功率等信號的瞬時值，即信號隨時間變化的瞬態(tài)關系，相當于在示波器上直接觀察信號的波形．工作點分析是“副產(chǎn)品”，它的作用是確定電路中非線性元件線性化參數(shù)的初值．再執(zhí)行瞬態(tài)分析會自動執(zhí)行工作點分析．執(zhí)行“Tools”菜單下的“ERC..”命令．檢查電路編輯過程中的缺陷，如沒有連接的網(wǎng)絡標號，懸空的引腳，沒有接地的電源及地線，輸出引腳短路等．執(zhí)行完后，會在電路圖上做出標記，進行修改后，刪除這些標記．如果需要制作印制PCB電路板的話，為了保持兼容性，需要建立網(wǎng)絡表文件（.net）,而生成元件清單文件（．xls）的目的是為了迅速獲得一個設計項目或一張電路圖所包含的元件類型，封裝形式，數(shù)目等，以便采購或進行成本預算．仿真波形見圖－14。觀察U1基本于預期波形相符，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，通過改變電容的大小和LP311,LF353直流激勵源的參數(shù)可以達到目的。同時，在Protel99仿真中，元器件都是理想化的，因此仿真中出現(xiàn)的波形會與理論實際中的有出入，如二極管，穩(wěn)壓管，在導通時相當于短路，截止時相當于斷路，還有激勵源都是無內(nèi)阻的，理想化的．圖－13圖－14 第五章 原理誤差分析相位計的設計中采用的是相位時間轉(zhuǎn)換法其誤差的來源主要有三個：A 計數(shù)誤差。即177。1誤差。B 標準頻率誤差。函數(shù)發(fā)生器精度在10e6，誤差可忽略不計。C 波形轉(zhuǎn)換時間誤差。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。輸入正弦信號在轉(zhuǎn)換過程中，信號源，放大電路，過零比較器等組成放大整形電路。這些電路從電路噪聲到器件特性影響，都會引入直流偏置。當無直流偏置影響時，門控開啟時間剛好等于一個被測周期T或，當受直流偏置影響時，直流偏置導入了一兩個尖峰脈沖，時間差為。絕對誤差為：，與成正比，受直流偏置直接影響。直流偏置影響是本系統(tǒng)的主要影響。我們知道遲滯型電壓比較器可以很好地消除抖動。但從遲滯比較器輸出的信號與輸入信號存在延遲，也就是說輸出的信號的上跳沿滯后于輸入信號，輸入信號的幅度越小，滯后的越多。如果兩路輸入信號幅度基本相等，且兩個遲滯比較器的門限又很接近的話，遲滯比較器引入的相位誤差不會對測量精度造成多大的影響。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，），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。另外比較器的輸入失調(diào)電壓也會引入一定的誤差。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。但是進行放大可能引入難以預測的附加相移，使得相位精度下降。 頻率測量模塊。該模塊測頻的原理為在1秒的時間里對輸入脈沖計數(shù)（每有一個上升沿，計數(shù)值加1），因此其誤差來自所計脈沖數(shù)，此誤差最大為一個脈沖，因此，最大誤差為其中，f為計數(shù)器所計脈沖數(shù)?？梢姡瑴y高頻時誤差小，而測低頻是誤差較大。位測量模塊。該模塊首先由測得的頻率f得到被測信號的周期再由計數(shù)器測量鑒相后的脈寬。由公式 得到移相網(wǎng)絡產(chǎn)生的相位差。現(xiàn)根據(jù)脈寬測量的方法，分析測量誤差。設兩信號上升沿之間的寬度為，標準計數(shù)時鐘為20KHZ，則脈寬寬度的測量值為 ,在一次測量中，計數(shù)值為N可能產(chǎn)生正負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 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。此外，標準頻率也有其本身的誤差。過零比較器引起的相移。由于此方案是將