二次儀表頻率計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 13:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 沿或下降沿）的時(shí)候，該時(shí)刻定時(shí)器的計(jì)數(shù)值TIMx_CNT會(huì)被保存，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生捕獲中斷。本設(shè)計(jì)的思想是用定時(shí)器計(jì)時(shí)，輸入捕獲進(jìn)行計(jì)數(shù)，所以需要配置定時(shí)器和輸入捕獲模式。定時(shí)需用普通定時(shí)器TIM2，首先對(duì)TIM2的時(shí)鐘進(jìn)行配置，由于TIM2內(nèi)部是接在APB1的時(shí)鐘總線上，因此調(diào)用庫函數(shù)配置定時(shí)器時(shí)鐘如下：RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE)。為了每秒鐘讀取一次捕獲脈沖計(jì)數(shù)值，需要配置裝載寄存器，并且開啟定時(shí)中斷，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到的時(shí)候進(jìn)入中斷函數(shù)進(jìn)行處理。具體的配置如下：TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure。 = 10000 1。 = 7200 1。 = 0。 = TIM_CounterMode_Up。 TIM_TimeBaseInit(TIM2, amp。TIM_TimeBaseStructure)。TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update, ENABLE)。TIM_Cmd(TIM2, ENABLE)。 STM32是搶占式內(nèi)核，允許中斷嵌套，每個(gè)中斷擁有一個(gè)優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)的中斷可以打斷低優(yōu)先級(jí)的中斷。當(dāng)優(yōu)先級(jí)相同時(shí)，根據(jù)中斷向量表中默認(rèn)的排列順序進(jìn)行中斷響應(yīng)。所以STM32開啟定時(shí)器需要對(duì)中斷向量表進(jìn)行配置。NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure。NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0)。 = TIM2_IRQn。 = 1。 = ENABLE。NVIC_Init(amp。NVIC_InitStructure)。配置好中斷向量表，必須給中斷一個(gè)入口函數(shù)，當(dāng)中斷到來的時(shí)候可以找到這個(gè)函數(shù)，進(jìn)行相應(yīng)的處理。下面的就是TIM2的中斷入口函數(shù)：void TIM2_IRQHandler(){ //判斷增計(jì)數(shù)中斷標(biāo)志位置位 if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) { //清除中斷標(biāo)志 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update)。 //進(jìn)行相應(yīng)的算法處理 …… }}輸入捕獲模式用以捕捉脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。本系統(tǒng)選擇TIM4的Channal2通道（）作為脈沖輸入引腳。這里需要開啟TIM3時(shí)鐘和GPIOA時(shí)鐘：RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE)。RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE)。： = GPIO_Pin_8。 = GPIO_Mode_IN_FLOATING。GPIO_Init(GPIOB, amp。GPIO_InitStructure)。對(duì)輸入捕獲模式的配置主要包括輸入通道、上升沿捕獲方式、捕獲預(yù)分頻和輸入腳是否濾波等，這里開啟捕獲中斷進(jìn)行計(jì)數(shù)，數(shù)據(jù)處理放在定時(shí)中斷中。TIM3輸入捕獲模式詳細(xì)的配置如下： = TIM_Channel_2。 = TIM_ICPolarity_Rising。 = TIM_ICSelection_DirectTI。 = TIM_ICPSC_DIV1。 = 0x00。TIM_PWMIConfig(TIM4, amp。TIM_ICInitStructure)。TIM_SelectInputTrigger(TIM4, TIM_TS_TI2FP2)。TIM_SelectSlaveMode(TIM4, TIM_SlaveMode_Reset)。 TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM4, TIM_MasterSlaveMode_Enable)。TIM_Cmd(TIM4, ENABLE)。 TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_CC2, ENABLE)。定時(shí)器TIM2一秒的定時(shí)時(shí)間到的時(shí)候會(huì)進(jìn)入定時(shí)中斷函數(shù)，在這里首先關(guān)閉定時(shí)器，讀取輸入捕獲計(jì)數(shù)值就可以得到頻率了。將脈沖計(jì)數(shù)器清零后重新開啟定時(shí)器之后退出定時(shí)中斷。 人機(jī)界面程序設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面程序設(shè)計(jì)包括LCD128x128程序設(shè)計(jì)、LED狀態(tài)指示燈設(shè)計(jì)和按鍵輸入程序設(shè)計(jì)。 LCD128x128顯示LCD128x128程序包括液晶初始化函數(shù)、寫命令函數(shù)、寫數(shù)據(jù)函數(shù)、清屏函數(shù)、以及漢字和字符的顯示。初始化需要配置控制端口和數(shù)據(jù)端口，并嚴(yán)格遵守寫入數(shù)據(jù)和寫入命令時(shí)序。時(shí)序圖如圖12所示。圖12 LCD128x128寫入時(shí)序圖 初始化和讀寫函數(shù)只需要遵守時(shí)序并且發(fā)送正確的命令字即可。本部分程序主要是實(shí)現(xiàn)漢字和字符的顯示。由于液晶不帶字庫，需要程序里添加字庫。這里采用字庫生成軟件PCtoLCD2002生成C格式字庫數(shù)據(jù)，如下所示：其中Stru_GB16結(jié)構(gòu)體定義為：typedef struct { uint8 Index[2]。 uint8 Msk[32]。}Stru_GB16。這樣每次檢索結(jié)構(gòu)體中的Index成員，如果是對(duì)應(yīng)的漢字則將成員數(shù)組Msk的數(shù)據(jù)顯示出來。本部分實(shí)現(xiàn)的接口函數(shù)如下：void GUI_DispString(uint8 Row, uint8 Col, uint8 *str)。void GUI_DispUnString(uint8 Row, uint8 Col, uint8 *str)。void GUI_DispHZ(uint8 Row, uint8 Col ,uint8 *PStr)。void GUI_DispUnHZ(uint8 Row, uint8 Col ,uint8 *PStr)。 按鍵和指示燈按鍵由于輸入端口沒有上拉電阻，需要配置內(nèi)部上拉輸入。 = GPIO_Mode_IPU。當(dāng)檢測(cè)輸入電壓為低時(shí)則認(rèn)為按鍵被按下。由于操作按鍵的時(shí)候存在抖動(dòng)，所以需要軟件“消抖”，消抖可以用狀態(tài)機(jī)消抖也可以簡單地延時(shí)消抖。本設(shè)計(jì)為了采用延時(shí)策略，當(dāng)檢測(cè)到按鍵輸入引腳為低電平時(shí)，延時(shí)30ms再次讀取，如果仍然是低電平則確認(rèn)按鍵被按下。單片機(jī)讀取IO電平狀態(tài)的函數(shù)為：GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1)。 //四分別按鍵設(shè)置為功能鍵、增大間、減小鍵和確認(rèn)鍵?？紤]到頻率計(jì)獲取頻率之后需要現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)化成與一次儀表相同的物理值，這就需要用戶輸入?yún)?shù)進(jìn)行標(biāo)定。例如用戶設(shè)定頻率是200Hz的時(shí)候溫度是20℃，頻率800Hz的時(shí)候是60℃，那么頻率計(jì)會(huì)根據(jù)線性轉(zhuǎn)換公式y(tǒng)=ax+b計(jì)算出a、b值。當(dāng)有頻率輸入時(shí)自動(dòng)顯示轉(zhuǎn)換后的物理數(shù)值。換算方程式如下：phyval = (Frequency200)*(phytemp2phytemp1)/(800200)+phytemp1。用戶根據(jù)功能鍵選擇操作菜單，功能鍵第一次按下修改頻率為200Hz對(duì)應(yīng)的物理值，第二次按下修改頻率為800Hz對(duì)應(yīng)的物理值，此時(shí)用增大建、減小鍵移動(dòng)選項(xiàng)和更改參數(shù)值，設(shè)置好參數(shù)按確定鍵確定輸入。LED指示燈操作簡單，輸出IO電平為低電平即可點(diǎn)亮。在主函數(shù)中翻轉(zhuǎn)LED1指示燈來指示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。
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