freepeople性欧美熟妇, 色戒完整版无删减158分钟hd, 无码精品国产vα在线观看DVD, 丰满少妇伦精品无码专区在线观看,艾栗栗与纹身男宾馆3p50分钟,国产AV片在线观看,黑人与美女高潮,18岁女RAPPERDISSSUBS,国产手机在机看影片

正文內容

簡易電能質量分析儀設計畢業(yè)設計定稿(編輯修改稿)

2024-07-24 04:47 本頁面
 

【文章內容簡介】 系列單片機具有高效16位RISC內核、27條指令、絕大多數(shù)指令可在一個時鐘周期內完成。當MSP430單片機工作在8 MHz晶振時,指令速度可達8 MIPS,此外,MSP430F149還具有16位硬件乘法器,大大增加了數(shù)據(jù)處理和運算能力。(2) 高性能模擬技術及豐富的片上外圍模塊(3) 由于TI公司在高性能模擬器件方面有技術優(yōu)勢,并將其運用在MSP430 系列單片機上,使得其外圍模塊非常豐富。SP430F149有自帶采樣保持功能的高速12位ADC12模塊,為數(shù)據(jù)采集提供了可靠保障;集成的看門狗定時器可以讓單片機在出現(xiàn)死機的情況下能夠自動重啟,提高了系統(tǒng)工作穩(wěn)定性;通用串行通信模塊的支持同步模式和異步模式,方便了與PC機得通信。(4) 方便靈活的開發(fā)環(huán)境MSP430F149采用Flash型存儲器,可多次編程,其集成的片內JTAG調試接口可以實現(xiàn)在線編程和調試。開發(fā)時僅需PC機和JTAG調試器,專門的軟件開發(fā)工具 IAR Workbench和可選的開發(fā)語言匯編語言或C語言方便了系統(tǒng)的軟件開發(fā)。 為了數(shù)據(jù)的便于處理,需要將模擬信號轉換為數(shù)字信號。本系統(tǒng)的A/D轉換采用的是MSP430F149內嵌的ADC12,其主要特點有:(1)采樣速度高達200 kbit/s。 (2)12位轉換精度,1位非線性微分誤差,1位非線性積分誤差。 (3)內置采樣與保持電路。 (4)配置有8路外部通道與4路內部通道;具有16個轉換結果存儲寄存器。ADC12的特點決定其完全能達到系統(tǒng)的快速性和可靠性的要求,同時它也簡化了電路。MSP430F149單片機引腳圖如圖32所示。圖32 MSP430F149引腳分布圖MSP430F149內部的ADC12單元共有12個轉換通道(其中8路外部通道與4路內部通道),通過A0~A7實現(xiàn)外部8路模擬信號的輸入,設有16個轉換存儲器ADC12MEM 用于存儲和轉換數(shù)據(jù)。內部 ADC12單元與外部的AD芯片相比,它不用端口之間進行長距離的傳輸,而只是內部寄存器的讀取,具有傳輸速度快和抗干擾能力強的特點,但同樣由于芯片的高度集成,相鄰引腳間的干擾和波動比較大。 MSP430F149引腳分布及工作方式(1)MSP430F149引腳分布見附錄A(2)(2)MSP430F149工作方式(硬件控制和軟件控制)通過對不同模塊操作模式和CPU狀態(tài)的智能管理,MSP430F149芯片的工作方式可以滿足多種超低電壓和超低功耗的需求,即使在中斷處理期間也一樣。一個中斷事件可以把系統(tǒng)從各種低功耗方式喚醒并且通過RETI指令回到中斷以前的工作狀態(tài)。系統(tǒng)使用的時鐘信號有ACLK和MCLK。ACLK就是晶振的頻率信號,SMCLK和是ACLK的倍頻信號,作為系統(tǒng)和子系統(tǒng)時鐘。下面是芯片支持的6種工作方式:(1)活動方式(AM):CPU和不同組合的外圍模塊被激活,處于活動狀態(tài)。(2)低功耗方式0(LPM0):CPU停止工作,外圍模塊繼續(xù)工作,ACLK和SMCLK有效,MCLK 的環(huán)路控制有效。(3)低功耗方式1(LPM1):CPU停止工作,外圍模塊繼續(xù)工作,ACLK和SMCLK有效,MCLK 的環(huán)路控制無效。(4)低功耗方式2(LPM2):CPU停止工作,外圍模塊繼續(xù)工作,ACLK有效,ACLK和SMCLK 的環(huán)路控制無效。(5)低功耗方式3(LPM3):CPU停止工作,外圍模塊繼續(xù)工作,ACLK有效,ACLK和SMCLK 的環(huán)路控制無效,并且數(shù)子控制振蕩器(DCO)的DC發(fā)生器被關閉。(6)低功耗方式4(LPM4):CPU停止工作,外圍模塊繼續(xù)工作(如果提供外部時鐘),ACLK信號被禁止(晶體振蕩器停止工作),MCLK和SMCLK 的環(huán)路控制無效,并且數(shù)子控制振蕩器(DCO)的DC發(fā)生器被關閉。通過軟件對內部時鐘的不同設置,可以控制芯片處于不同工作方式。整個時鐘系統(tǒng)提供豐富的軟硬件組合方式,已達到最低的功耗并發(fā)揮最優(yōu)的系統(tǒng)性能。具體有:(1)使用內部時鐘發(fā)生器(DOC)無需任何器件。(2)選擇外結晶體或陶瓷振蕩器,可以獲得最低頻率和功耗。(3)采用外部時鐘信號。(4)狀態(tài)寄存器SR中共有四個用于控制CPU和系統(tǒng)時鐘發(fā)生器的控制位,可以影響時鐘系統(tǒng)的操作方式,控制各種低功耗方式快速裝換。它們是:SCGSCG0、Oscff、和CPUOFF。如圖33所示。 圖33 系統(tǒng)時鐘發(fā)生器的控制位 終上所述MSP430F149單片機既滿足本設計響應快速,高精度的設計要求,又做到了低電壓低功耗。很適合做本設計的控制處理中樞。 電源模塊 交直轉換模塊電源模塊為整個諧波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供必不可少的能量,是系統(tǒng)的工作基礎,電源電路的設計直接影響著系統(tǒng)的性能,所以電源的穩(wěn)定性和正確性十分關鍵。系統(tǒng)電源取于220 V市電,經(jīng)變壓器后輸出的16 V交流電經(jīng)全橋(DB107S)整流濾波得到比較平滑的177。12V直流電壓,后經(jīng)過TPS73801得到177。5V,滿足系統(tǒng)用電需求。各轉換模塊如圖3336所示。圖34 市電220V轉12V直流圖35 12V直流轉177。5V直流圖36 退耦電路所謂退耦,既防止前后電路網(wǎng)絡電流大小變化時,在供電電路中所形成的電流沖動對網(wǎng)絡的正常工作產(chǎn)生影響。換言之,退耦電路能夠有效的消除電路網(wǎng)絡之間的寄生耦合。退耦濾波電容的取值通常為47~200μF,退耦壓差越大時,電容的取值應越大。所謂退耦壓差指前后電路網(wǎng)絡工作電壓之差。 如圖37為典型的RC退耦電路,R起到降壓作用。圖37 退耦電路大家看到圖中,在一個大容量的電解電容C1旁邊又并聯(lián)了一個容量很小的無極性電容C2。原因很簡單,因為在高頻情況下工作的電解電容與小容量電容相比,無論在介質損耗還是寄生電感等方面都有顯著的差別(由于電解電容的接觸電阻和等效電感的影響,當工作頻率高于諧振頻率時,電解電容相當于一個電感線圈,不再起電容作用。在不少典型電路,如電源退耦電路,自動增益控制電路及各種誤差控制電路中,均采用了大容量電解電容旁邊并聯(lián)一只小電容的電路結構,這樣大容量電解電容肩負著低頻交變信號的退耦,濾波,平滑之作用;而小容量電容則以自身固有之優(yōu)勢,消除電路網(wǎng)絡中的中,高頻寄生耦合。在這些電路中的這一大一小的電容均稱之為退耦電容。還有些電路存在一些設置直流工作點的電阻,為消除其對于交流信號的耦合或反饋作用就需要在其上并聯(lián)適當?shù)碾娙輥頊p少對交流信號的阻抗。這些電容均起到退耦作用稱之為退耦電容。 圖38 退耦電路耦合指信號由第一級向第二級傳遞的過程,一般不加注明時往往是指交流耦合。退耦是指對電源采取進一步的濾波措施,去除兩級間信號通過電源互相干擾的影響。耦合常數(shù)是指耦合電容值與第二級輸入阻抗值乘積對應的時間常數(shù)。退耦有三個目的:(1)將電源中的高頻紋波去除,將多級放大器的高頻信號通過電源相互串擾的通路切斷。(2)大信號工作時,電路對電源需求加大,引起電源波動,通過退耦降低大信號時電源波動對輸入級/高電壓增益級的影響。(3)形成懸浮地或是懸浮電源,在復雜的系統(tǒng)中完成各部分地線或是電源的協(xié)調匹配。 信號采集模塊諧波數(shù)據(jù)采集是諧波特征分析的基礎,采集數(shù)據(jù)的精確度直接影響著諧波分析結果,諧波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為諧波分析的載體,其良好的性能設計十分關鍵。諧波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應該包括硬件設計和軟件設計兩方面。硬件設計電路的合理性決定著系統(tǒng)工作時的高精度和穩(wěn)定性。高效、穩(wěn)定和安全的軟件設計也直接影響著采集系統(tǒng)的性能。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡介作為獲取信息的一種重要手段,數(shù)據(jù)采集(Data Acquisition,DAQ)是指利用傳感器對現(xiàn)實世界中的物理信號,如壓力、溫度、流量等模擬量(模擬信號) 進行采集、轉換成數(shù)字量(數(shù)字信號) 后,再由計算機進行處理、存儲、顯示或打印的過程。用于數(shù)據(jù)采集的成套設備,通常稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(Data Acquisition System,DAS)。歸納其主要任務為:A/D轉換,即將采集終端中傳感器采集到的模擬信號轉換成數(shù)字信號以方便計算機識別處理;計算機將接收到的數(shù)字信號根據(jù)不同的需要進行計算處理,或進一步將處理的數(shù)據(jù)進行顯示和打印,來方便實現(xiàn)對有用物理量的控制和監(jiān)視。 按照數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計算機的通信方式可以將采集系統(tǒng)分為兩大類,即內置式和外置式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。內置式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過計算機的內部總線與計算機通信,常被做成板卡的形式安裝在計算機機箱內部插槽上,因此容易受到諸如插槽數(shù)量、中斷資源、不易擴展和不支持熱插拔等限制;外置式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)利用計算機的外部接口與計算機進行通信,常見的外部接口有RS232(Remended Standard 232)、USB(Universal Serial Bus)等。與內置式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比具有可靠性高、成本低、易擴展、支持熱插拔、使用方便和穩(wěn)定性好等優(yōu)點。 信號采集電路總體設計系統(tǒng)的主要結構和外圍模塊包括:模擬轉換和信號調理電路、過零檢測電路。結構圖如圖39所示。 過零比較器電壓信號調理模塊PTMSP430F149CT電流信號調理模塊圖39 采樣電路結構圖系統(tǒng)硬件設計須遵循一定的原則:測量諧波時,為了使原始信號不產(chǎn)生畸變,電壓互感器和電流互感器的頻率響應應具有適當?shù)膸?;考慮到系統(tǒng)要采集處理大量的數(shù)據(jù),CPU的選擇要充分考慮到它的快速性;采集終端需要響應數(shù)據(jù)采集中斷和數(shù)據(jù)通信中斷等,為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,系統(tǒng)需要具備良好的中斷異步響應能力;此外,微控制器芯片應選擇低功耗和具有豐富集成外設功能的,電路設計上也應本著低功耗和精簡可靠性,以降低系統(tǒng)成本,增加系統(tǒng)功能的擴展性。 過零檢測電路設計考慮周期信號的諧波分析中常用的采樣方法,同步采樣法分析簡單易于操作但是難于實現(xiàn);準同步采樣法計算諧波參數(shù)簡單但實時性差;非整周期采樣法雖然實時性好,但需要對其誤差深入討論。本課題對軟件同步采樣法進行改進,利用硬件過零檢測電路產(chǎn)生采集中斷信號輔助軟件周期采樣,大大降低了采樣同步偏差。如圖310為硬件過零中斷電路。圖310 硬件過零中斷電路 此電路原理為過零比較器,其閥值電壓等于零。比較器的輸入信號是連續(xù)變化的模擬量,而輸出信號是數(shù)字量1和0,因此可以為采樣電路提供硬件中斷。處于開環(huán)狀態(tài)的集成運放是一種簡單的過零比較器,如上圖。上圖中集成運放TL062工作在非線性狀態(tài),因此當時,;當時。其中是集成運放的最大輸出電壓。簡單過零比較器電路圖、傳輸特性、輸出特性如圖311所示。圖311 簡單過零比較器電路連接、傳輸特性、輸出特性 模擬信號采集電路模擬量信號的采集和A/D轉換共同組成了模擬量輸入模塊;其中模擬量信號采集又由隔離電路和信號調理電路構成。采集到的交流電壓和交流電流經(jīng)過隔離電路和信號調理電路后進入MSP430F149的A/D通道進行轉換。本采集系統(tǒng)設計中設定的ADC輸入信號為0~ V 的單極性信號,因此由互感器轉化來的雙極性信號在送入ADC前應進行信號的抬升工作,另外,為了提高有效信息的分辨率還需要對信號進行一定的放大,這就需要在互感器和ADC間設計信號調理電路以滿足對信號的抬升放大。設計選取了DVDI001臥式穿芯小型精密電壓互感器(Potential Transformer,PT)和TA14194臥式穿芯小型精密交流電流互感器(Current Transformer,CT)來來滿足以上要求。220 ~+ V的微信號。~+ V的抬升。如圖38上所示為此采集系統(tǒng)中設計的信號調理電路。根據(jù)集成運放的“虛短”和“虛斷”原理及電壓電流運算原則可分析得:若使輸出電壓不超出0~ V,可調節(jié)RY20和RY32,使-~+ V的抬升。 電路圖如圖312所示。圖312 模擬量采集系統(tǒng)電路 諧波檢測電路諧波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件結構設計是系統(tǒng)整體功能實現(xiàn)的基礎,它直接關系到系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和采集到的數(shù)據(jù)的可靠性等問題。對一路諧波采集時可選用RC帶通濾波電路。電路圖如圖313所示。圖313 RC帶通選頻電路衡量濾波器性能的參數(shù)一般有通頻帶帶寬,通帶中心頻率、增益、品質因數(shù)。 倍范圍內上下兩個頻率為;增益為通帶中心頻率處的信號放大倍數(shù)。 上圖所示的電路圖中,增益1即不改變輸入信號幅值的大小時應滿足: 當電容值都取100nF,取10K,時,得到通帶中心頻率,我們通過調節(jié)滑動變阻器R3來調節(jié)通帶中心頻率到此時通頻帶。為測定系統(tǒng)所用選頻電路性能,做了以下測試:,接三次諧波(150Hz)選頻電路輸入端,調整正弦信號頻率用示波器,將電壓峰峰值折算為最大值不超過1的數(shù)據(jù)值即表中的轉換值,可觀察到該選頻電路傳輸系數(shù)為1,中心頻率為150Hz,通頻帶約為9Hz。實驗表明,本文選取的選頻電路具有良好穩(wěn)定的帶通特性。由于本設計是簡易電能質量檢測儀所以通過使用四雙向模擬開關CD4066結合RC有源帶通濾波電路電路篩選出9次諧波。 圖314 CD4022與RC帶通濾波電路組成的選頻電路CD4066是四雙向模擬開關,主要用作模擬或數(shù)字信號的多路傳輸。引出端排列與CC4016一致,但具有比較低的導通阻抗。另外,導通阻抗在整個輸入信號范圍內基本不變。CD4066由四個相互獨立的雙向開關組成,每個開關有一個控制信號,開關中的p和n器件在控制信號作用下同時開關。這種結構消除了開關晶體管閥值電壓隨輸入信號的變化,因此在整個工作信號范圍內導通阻抗比較低。與單通道開關相比,具有輸入信號峰值電壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號范圍內導通阻抗比較穩(wěn)定等優(yōu)點。 液晶顯示模塊 LCD1602簡介1602液晶顯示模塊是一個慢顯示器件,所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平,表示不忙,否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址,也就是告訴模塊在,哪里顯示字符,圖315是1602 的內部顯示地址。圖315 LCD1602 內部顯示地
點擊復制文檔內容
教學課件相關推薦
文庫吧 www.dybbs8.com
備案圖片鄂ICP備17016276號-1