【導(dǎo)讀】本系統(tǒng)分電壓測(cè)量和信號(hào)產(chǎn)生輸出兩大部分，電壓測(cè)量部分以模擬電路為主，允許范圍內(nèi)顯示測(cè)量電壓值。FrequencySynthesis,簡(jiǎn)稱DDS或DDFS)為核心，經(jīng)過AT89S52對(duì)DDS芯片內(nèi)部進(jìn)行。率的可調(diào)節(jié)步進(jìn)。通過調(diào)試與測(cè)量完成了題目的基本部分和全部發(fā)揮部分的要求。并有自己的創(chuàng)新。有良好的擴(kuò)展性和移植性。理，經(jīng)DA輸出穩(wěn)定的頻率可調(diào)的正弦波電壓。經(jīng)測(cè)試，交流電壓測(cè)量的誤差控制。本文是簡(jiǎn)易數(shù)字交流毫伏表的一個(gè)新型設(shè)計(jì)方法的嘗試。也符合了利用單片。機(jī)實(shí)現(xiàn)隊(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行較為精確測(cè)量的新趨勢(shì)。

　　

【正文】 P n8 8 8 圖 毫伏表主電路原理圖 穩(wěn)壓電源部分電路設(shè)計(jì) 由于本系統(tǒng)復(fù)雜，涉及到很多電路、集成芯片多，又各自所需電壓不同，為了符合每一部分的電壓需要。我們必須把電壓分別轉(zhuǎn)換 ，我們通過 781 7915 本別產(chǎn)生正負(fù) 15V 電壓給 AD620 與 AD811 供電，用 7805 產(chǎn)生 5V 電壓給凌陽SPCE061 單片機(jī)與 AT89S52 單片機(jī)供電，用 AME711 產(chǎn)生 穩(wěn)壓給 DDS 芯片AD9854 供電 [ 10]。 根與題目要求我們?cè)O(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源電路圖如 圖 ： 濰坊學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 穩(wěn)壓電源電路圖 濰坊學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 四 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 主 流程圖 主流程圖如圖 開 始初 始 化清 中 斷有 信 號(hào) 輸 入 ？調(diào) 信 號(hào) 處 理 子 程 序調(diào) L C D 顯 示 子 程 序等 待輸出YN 主程序流程圖 電路開始對(duì)外部數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、采樣然后進(jìn)行初始化。初始化后 把數(shù)據(jù)送入濰坊學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 CPU 進(jìn)行判斷，若是無信號(hào)輸入，則返回原數(shù)據(jù)初始化處；若是有數(shù)據(jù)輸入，則CPU 開始調(diào)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，并把處理后的數(shù)據(jù)通過顯示器輸出。 軟件子流程圖 測(cè)量部分 測(cè)量軟件流程圖 如圖 初 始 化模 式 選 擇自 動(dòng) 檔 手 動(dòng) 檔檔 位 搜 索 檔 位 選 擇A / D 轉(zhuǎn) 換計(jì) 算 實(shí) 際 值E N D開 始 圖 測(cè)量軟件流程圖 濰坊學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 輸出部分軟件流程圖 輸出部分流程圖如圖 開 始1 0 K H z輸 出任 意 輸 出步 進(jìn) 輸出送 控 制 字E N D初 始 化 圖 輸出部分（ DDS）軟件流程圖 濰坊學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 五 章 調(diào)試（系統(tǒng)測(cè)試）過程 測(cè)試儀器 與設(shè)備 測(cè)試過程中，用到的主要測(cè)試儀器有： 表 41 測(cè)量?jī)x器一覽表 序號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量 備注 1 數(shù) 字萬用表 DT9205 1 3CH 2 標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)字萬用表 UT50/UT101 系列 1 3 示波器 COS5060CH 1 60MHZ 4 示波器 VP5564D 1 5 可跟蹤直 流穩(wěn)壓 電源 SS3323 1 6 DDS 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 TFG2050 1 50MHZ 7 PC 機(jī) 1 512M 內(nèi)存 測(cè)試過程 系統(tǒng)的調(diào)試先分模塊進(jìn)行，最后進(jìn)行整機(jī)調(diào)試，以提高調(diào)試效率。調(diào)試 過程如下： 分模塊調(diào)試： （ 1）測(cè)量部分調(diào)試 由于被測(cè)電壓頻帶較寬，頻率較高，易產(chǎn)生干擾，放大電路在通電瞬間會(huì)產(chǎn)生大的電流，需加保護(hù)電路。 （ 2）信號(hào)產(chǎn)生部分調(diào)試 由于 DDS 芯片對(duì)電壓，電流有要求，而且功耗較大，溫度會(huì)過高，需加保護(hù)措施，及加了風(fēng)扇進(jìn)行降溫。 整機(jī)系統(tǒng)調(diào)試： 有于各模塊對(duì)電壓、電流的要求不同，在整機(jī)調(diào)試過程中遇到很多問題，需要多個(gè)電源供電，有于測(cè)量部分和輸出部分對(duì)信號(hào)帶寬要求很寬，易產(chǎn)生干擾。 結(jié)果分析 各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求，并且大部分指標(biāo)優(yōu)于題目要求 ，測(cè)量 數(shù)據(jù)均值理想。 下面是對(duì)設(shè)計(jì)和測(cè)量過程中一些誤差產(chǎn)生的分析： a、 相位截?cái)嗾`差 為 了提高頻率分辨率， AD9854 采用了 48－ Bit 頻率控制寄存器，因此其相位累加器的寬度 L＝ 48；另一方面，受 ROM 存儲(chǔ)容量的限制， AD9854 不可能嵌入 2L濰坊學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 個(gè)幅度表，而是采取了一個(gè)折中的方法將 ROM 表的深度定為 2 W（ W＝ 17）。這樣，在查表過程中，通常僅取相位累加器的高 17 位作為索引，從而產(chǎn)生了相位截?cái)嗾`差。但是 DDS 的輸出通常都是正弦信號(hào)，因此，它的相位截?cái)嗑哂忻黠@的周期性。尤其是當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率是輸出正弦波頻率的整數(shù)倍時(shí)， 這種周期性就更加明顯。這相當(dāng)于周期性的引入了一個(gè)截?cái)嗾`差，最終的影響就是輸出信號(hào)帶有一定的諧波分量 。 b、 幅度量化誤差 在大多數(shù)情況下，每個(gè)相位對(duì)應(yīng)的幅度值都是一個(gè)無限小數(shù)，它并不能在 ROM中準(zhǔn)確地存儲(chǔ)。通常 ROM 表的寬度越大，其存儲(chǔ)的數(shù)值就越接近真實(shí)值。 AD9854中 ROM 表的寬度為 12－ Bit。與相位截?cái)嗾`差類似，其結(jié)果也相當(dāng)于周期性地引入了一個(gè)量化誤差，并且當(dāng) AD9854 的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率等于正弦波頻率的整數(shù)倍時(shí)，周期性更為明顯，因而最終也會(huì)帶來一定的諧波。 c、 D/A 輸出誤差 通常 D／ A 輸出信號(hào)并不是理想的模擬信號(hào)，而是理想信號(hào)的一個(gè)矩形近似，其頻譜是對(duì)正弦信號(hào)進(jìn)行周期延拓，而周期則等于 DDS 的系統(tǒng)時(shí)鐘周期。例如AD9854 的系統(tǒng)時(shí)鐘為 300MHz，若輸出一個(gè) 70MHz 的正弦波時(shí)，會(huì)在 230MHz 的地方出現(xiàn)諧波分量。 d、參考時(shí)鐘誤差 DDS 的基準(zhǔn)時(shí)鐘的性能會(huì)很大地影響輸出信號(hào)的性能。參考時(shí)鐘的雜散頻率會(huì)以相同的固定頻率偏移傳遞 到 DDS 的 輸出。參考時(shí)鐘的噪聲會(huì)以同樣的方式傳遞到 DDS 的輸出。 DDS 輸出的參考時(shí)鐘雜散或噪聲的幅度會(huì)隨著控制字的減小而減小，可以用下式表達(dá)： dBc=20log(參考時(shí)鐘頻率 /DDS 輸出頻率 ) 如果使用了內(nèi)置參考時(shí)鐘倍頻器，參考時(shí)鐘的所有噪聲和雜散都會(huì)在 PLL 環(huán)路帶寬內(nèi)按照下式放大： dBc=20log(參考時(shí)鐘的倍頻數(shù)， 4 倍 20 倍 ) 時(shí)鐘的毛刺和諧波都會(huì)有影響。 濰坊學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 總結(jié) 本系統(tǒng)完成了題目基本部分和發(fā)揮部分的全部?jī)?nèi)容，在完成的項(xiàng)目中大部分指標(biāo)優(yōu)于題目要求，個(gè)別指標(biāo)由于時(shí)間有限做得不是非常完善。 本系統(tǒng)經(jīng)測(cè)試運(yùn)行效果良好，達(dá)到了預(yù)期目的。其性能指標(biāo)均達(dá)到了題目要求，還增添了特色設(shè)計(jì)音頻播放。用 SPCE061A 16 位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)越性，集中體現(xiàn)在實(shí) 現(xiàn)功能齊全，外圍電路簡(jiǎn)單，時(shí)間計(jì)算精確，以及可維護(hù)性強(qiáng)。其軟件編程采用 C 語言和匯編語言混合編程實(shí)現(xiàn)，及兩種語言之優(yōu)點(diǎn)于一體。他們的完美結(jié)合簡(jiǎn)化了編程過程，豐富了編程思想，給開發(fā)者帶來了極大的方便，使用凌陽單片機(jī)開發(fā)產(chǎn)品給開發(fā)者耳目一新的感覺。 濰坊學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 致謝 感謝我的導(dǎo)師 程講師 ，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。 感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家來到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。 三 年了，仿佛就在 昨天。 三 年里，我們沒有紅過臉，沒有吵過嘴，沒有發(fā)生上大學(xué)前所擔(dān)心的任何不開心的事情。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關(guān)系，各奔前程，大家珍重。愿離開我們寢室的開開心心。我們?cè)谝黄鸬娜兆?，我?huì)記一輩子的。 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！ 濰坊學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 參考文獻(xiàn) [1] 彭波 .多媒體技術(shù) 及應(yīng)用 [M]（第 三版） .北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， ， 8090 [2] 陳海波 陳立功 倪純珍 耿明 .用 MSP430 實(shí)現(xiàn) LCD 顯示系統(tǒng) [J] [3] 郭強(qiáng) .液晶顯示應(yīng)用技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社， [4] 胡漢才 .單片機(jī)原理及其接口技術(shù) [M].北京：清華大學(xué)出版社 , [5] 吳金戎 .8051 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社， [6] 胡大可， MSP430 系列 FLASH 型超低功耗 16 位單片機(jī) [M].北京航空航天大學(xué)出版社， [7] 王海欣，黃海宏 .液晶顯示器的漢字顯示方法 [J].液晶與顯示， 2021 [8] 余華芳，劉健 .單片機(jī)與液晶顯示模塊的軟硬件接口技術(shù) [J].液晶與顯示， 2021 [9] 張平均，黃家駿 .點(diǎn)陣式液晶顯示模塊的旋轉(zhuǎn)式菜單設(shè)計(jì) [J].液晶與顯示， 2021 [10] 陳冬，徐文立 .液晶顯示多層菜單結(jié)構(gòu)的軟件設(shè)計(jì) [J].電氣傳動(dòng)， 2021