【導(dǎo)讀】本設(shè)計提出了一種基于AT89C51單片機開發(fā)的低頻數(shù)字相位測量儀的方案。要包括相位測量模塊、單片機最小系統(tǒng)、顯示模塊、電源模塊的設(shè)計。范圍的信號進行相位等參數(shù)的精確測量，測相絕對誤差不大于1°。硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件采用匯編語言實現(xiàn)，程序簡單可讀寫性強、效率高。的電路系統(tǒng)相比，其有處理速度快、穩(wěn)定性高、性價比高的優(yōu)點。

　　

【正文】 電流導(dǎo)向作用，在交流輸入電壓 U2 的正半周內(nèi)，二極管 D D3 導(dǎo)通， D D4 截止，在負載 RL 上得到上正下負的輸出電壓；在負半周內(nèi)，正好相反， D D3 截止，D D4 導(dǎo)通，流過負載 RL 的電流方向與正半周一致。因此，利用變壓器的一個副邊繞組和四個二極管，使得在交流電源的正、負半周內(nèi)，整流電路的負載上都有方向不變的脈動直流電壓和電流。 低頻相位測量儀硬件電路設(shè)計 28 圖 417 橋式整流電路圖 穩(wěn)壓電路 由于得到的輸出電壓 U4 受負載、輸入電壓和溫度的影響不穩(wěn)定，為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的電壓 U5。 5 軟 件設(shè)計 系統(tǒng)連續(xù)幾次測量時間差和周期，每一次測量時間差和周期占用兩個待測信號周期 T 的時間。 AT89C51 在處理數(shù)據(jù)（數(shù)字濾波、計算、送數(shù)據(jù)顯示、鍵盤處理）期間，使用軟件停止定時器工作。顯示部分采用 UART 方式 0 串行送數(shù)據(jù)給 74LS164，由 74LS164 驅(qū)動 LED 數(shù)碼管顯示，這樣可以減輕 CPU 的負擔 [15]。系統(tǒng)主程序框圖如圖 51 所示： 低頻相位測量儀硬件電路設(shè)計 29 圖 51 主 程序 框圖 相位測量電路的主程序： ORG 00H LJMP 100H ORG 100H MIAN： MOV 2FH， 01H MIANWC： LCALL X3600 ；相位計算數(shù)據(jù) LCALL MULNM MOV 4AH， 5AH ；調(diào)用乘法子程序求 3600 乘以時間差 MOV 4BH， 5BH ；將上述乘積送入到除法的被乘數(shù)緩沖區(qū) MOV 4CH， 5CH MOV 4DH， 5DH 低頻相位測量儀硬件電路設(shè)計 30 MOV 4EH， 5EH MOV 4FH， 5FH MOV 5FH， DATAL ；裝入被測周期 T 的數(shù)據(jù) MOV 5EH， DATAH MOV 5DH， DATA3 LCALIDIDVDI ；調(diào)用除法子程序計算得到相位差值 MOV 35H， 4FH ；壓縮 BCD 格式的相位差值存放在4FH4DH 中， 4FH 中的為最低位 MOV 34H， 4EH MOV 33H， 4DH MOV 32H， 0 LCALL BCDST ；將二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為壓縮格式的 BCD 碼 MOV R0， 30H MOV R1， 3FH MOV R7， 04H MOV 30H， 0 MOV 31H， 0 MOV 32H， 0 MOV 33H， 0 MOV 34H， 0 MOV 35H， 0 MOV 36H， 0 LCALL BCD2BCD ；由壓縮 BCD 碼轉(zhuǎn)化為單字節(jié) BCD 碼 MOV 78H， 16 MOV 79H， 30H MOV 7AH， 31H MOV 7BH， 32H MOV 7CH， 33H 低頻相位測量儀硬件電路設(shè)計 31 MOV 7DH， 34H MOV 7EH， 35H CHCHu： LCALLDISP ；調(diào)用顯示子程序 KEYCOD： JB ， MIAN11 ；查詢按鍵 S1 LCALLDELAY1 ；軟件延時消抖 JNB ， $ ；等待 S1 釋放 CPL ；取反標志位 LCALL DELAY2 MIAN1： LCALLDELAY1 LCALLDELAY1 LCALLDELAY1 LJMP MIAN1 ；繼續(xù)主程序循環(huán) 低頻相位測量儀硬件電路設(shè)計 32 結(jié)束語 參考文獻 [1]田秀豐，何繼愛，李敏 .低頻數(shù)字式相位測量儀的設(shè)計 [J].無線通信技術(shù)， 2021， (2)： 5561. [2]姚遠，王麗婷，郭佳靜 .低頻數(shù)字式相位測量儀（ C 題） [J].電子世界， 2021， (5)： 3941. [3]徐柳娟，鄭文卓，水永煒 .低頻數(shù)字式相位測試儀 [J].電子技術(shù)與應(yīng)用， 2021， (11)： 5657. [4]李洋 .現(xiàn)代電子設(shè)計與創(chuàng)新 [M].北京：中國電力出版社， . [5]丁邦俊，王小娟 .基于 AT89C52 低頻數(shù)字式相位測量儀的設(shè)計與實現(xiàn) [J].無錫商業(yè) 職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報， 2021， (7)： 46. [6]史國清，倪晉平 .基于單片機的低頻數(shù)字相位測量儀的設(shè)計 [J].現(xiàn)代電子技術(shù)， 2021， (8)： 8081. [7]張俊謨 .單片機中級教程原理及應(yīng)用 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， . [8]孫笑雨 .用單片機實現(xiàn)高精度數(shù)字頻率計 [J].沈陽電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報， 1999， (1)： 920. 低頻相位測量儀硬件電路設(shè)計 33 [9]盧文科 .實用電子測量技術(shù)及其電路分析 [M].北京：國防工業(yè)出版社， . [10]張超 ,劉開培 .基于 CPLD 的相位差測量儀 [ J ].電子技術(shù) ， 2021， (5) ： 1317. [11]臧春華 .電子線路設(shè)計與應(yīng)用 [M].北京：高等教育出版社， . [12]李青鵬，路軍，李俊杰 .基于單片機和 DDS 的高精度頻率信號實現(xiàn) [J].電子技術(shù)應(yīng)用， 2021，(7)； 2850. [13]黃智偉 .全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽訓(xùn)練教程 [M].北京：電子工業(yè)出版社， . [14]唐俊翟，許雷，張群瞻 .單片機原理與應(yīng)用 [M].北京：冶金工業(yè)出版社， . [15]王振紅，錢飛 .基于 VHDL 語言的 數(shù)字頻率計設(shè)計 [J].微電子學(xué)， 2021， (3)： 234245. [16]馬衷梅 .單片機應(yīng)用程序設(shè)計 [M].北京 ： 北航出版社， 1998. [17]陸坤 .電子設(shè)計技術(shù) [M].北京 ： 電子科技大學(xué)出版社， 2021. [18]沙戰(zhàn)友 .新編實用數(shù)字化測量技術(shù) [M].北京 ： 國防工大出版社， 2021. [19]HAMMOND JM, LEC noncontact piezoelectric torque sensor[J].IEEE International Frequency Control Symposium, 1998. [20] paull Measuring with Increased Accuracy[M]. ,1971. [21] JACUB electronics[M].Mcgraw2Hill Inc ,1971. 低頻相位測量儀硬件電路設(shè)計 34 附 錄 R110KR2100KR710kR9510R310KR510kR4100R85101 2 3J1LM339LM339R610KVCCVCCVCCUaUbGND456712321U1U2CLK1J3K2SD4Q5Q6U4A74ALS113CLK1J3K2SD4Q5Q6U3A74ALS113C1CAPC2CAPR1010kR1110kVCCVCC123U5A74ALS86D1DIODEUaUbUcUdUeUfEA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40U6AT 89C51VCC+C310uR1310K+512MHzC530pFC430pFA1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CL K8MR9U774ALS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CL K8MR9U874ALS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CL K8MR9U974ALS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CL K8MR9U1074ALS164abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpco mDS1abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpco mDS2abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpco mDS3abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpco mDS4123456781615141312111098*510123456781615141312111098*510123456781615141312111098*510123456781615141312111098*510VCCVin1G N D2+5V3U11LM7805T1TRANS11234D2C7104C91041 2J2C6470uFC8470uFR143kD3LED220V9V低頻相位測量儀硬件電路圖VCCVCCX1X2X1X2VCCGNDRXDTXDRXDTXDVCC