【正文】 overflow = 0。 } } 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 30 頁(yè) 共 28 頁(yè) pragma vector=TIMER1_A0_VECTOR __interrupt void Door(void) { fre = TA0R。 s_count = 0。 } Circle = (float)freq。 PosTr = (float)Time1/16。//連續(xù)計(jì)數(shù) ,開(kāi)溢出中斷 while(P2INamp。BIT0)。 Disp_str(0x88,dis)。 else if(duty20) duty+=1。//duty=(rms/volt)^2 rms = rms*rms。 TA1CCTL0 amp。 TA0CTL = MC_2+TACLR+TAIE。=~BIT4。 if(volt) { P5OUT |= BIT4。 else if(volt) volt *= 。 while(1) { delayms(100)。 Init_Max197()。 delayms(1000)。 TA1CCR0 = (327681)。 vol = hdata**。 hdata |= MAX197_DATA_IN。 MAX197_DATA_DIR = 0X00。 MAX197_DATA_OUT = 0XFF。 MAX197_DATA_OUT = 0X40+addr。 if(addr7) addr = 7。 else if(n == 1) vv = 0x010000 + (uint32)(v * 65535 / REF*i)。 if(v) i=。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 25 頁(yè) 共 28 頁(yè) SCL_L。 0X800000) DIN_H。 SYNC_L。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還得益于幾個(gè)同學(xué)的幫助，感謝那幾位同學(xué)能及時(shí)幫本人解決疑難問(wèn)題。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁(yè) 共 28 頁(yè) 謝 辭 從論文選題到資料搜集，從做一次一次地板子到反反復(fù)復(fù)地調(diào)程序，從寫(xiě)稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、痛苦、煩躁和彷徨，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中心情是如此的復(fù)雜，特別是做板子和調(diào)程序的時(shí)候，喜怒哀樂(lè)都是經(jīng)常變化的。這個(gè)系統(tǒng)還有很多不穩(wěn)定的因素本人還沒(méi)找出來(lái)，比如說(shuō)比較器部分的 AD817 電壓跟隨為什么有時(shí)候會(huì)發(fā)燙，有時(shí)候又不發(fā)燙。從這個(gè)測(cè)得的數(shù)值看出，只有占空比誤差大了一點(diǎn)，其他的誤差都沒(méi)那么大。周 期誤差： ||/*100%=0。由圖 421 可以看出，被測(cè)的方波頻率為 5KHz，因?yàn)檫@個(gè)方波信號(hào)是所被測(cè)信號(hào)的二分頻。因?yàn)樗鶞y(cè)占空比的信號(hào)都是從比較器輸出來(lái)的，峰峰值都是不變的，所以軟件里的峰峰值就用一個(gè)固定的數(shù)值就可以了。這是只測(cè)量高電平的時(shí)間，因?yàn)橐话愕挠幸?guī)律的信號(hào)上升沿下降沿的信號(hào)的時(shí)間都是一樣的。本人一開(kāi)始是想用 10%、 90%這兩個(gè)的比較輸出脈沖和這兩個(gè)輸出脈沖相與后的脈沖來(lái)測(cè)量上升下降沿的。 頻率測(cè)量是用外部計(jì)數(shù)器 TM1 來(lái)測(cè)量，再用 TM0 來(lái)做一個(gè) 1s的定時(shí)器， TM0進(jìn)入中斷時(shí)就讀取計(jì)數(shù)器的數(shù)值，然后清零計(jì)數(shù)器再重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。頻率的測(cè)量是用 D 觸發(fā)器輸出的方波來(lái)測(cè)量的， D 觸發(fā)器的輸入脈沖是比較器比較后的輸出脈沖，在每一次輸入上升沿的時(shí)候D 觸發(fā)器輸出的電平改變一次，所以 D 觸發(fā)器輸出的方波信號(hào)頻率是輸入脈沖信號(hào)的頻率的一半，測(cè)量 D 觸發(fā)器輸出的方波信號(hào)的頻率時(shí)還要乘于 2 得到的才是輸入的被測(cè)信號(hào)的頻率。 DA 模塊是用雙通道的，一開(kāi)始本人用的是 MAX5802，但是 這個(gè)比較難調(diào)，前面也說(shuō)過(guò)了，調(diào)不出來(lái)后再用 DA8562，這個(gè)比較好調(diào)，調(diào)一下就可以調(diào)好了。做好了比較器后開(kāi)始調(diào)試一下測(cè)頻率的程序，發(fā)現(xiàn)測(cè)量比較器比較出來(lái)的脈沖信號(hào)的頻率還是比較準(zhǔn)的。因?yàn)榧橙×?上次的經(jīng)驗(yàn)，這次本人做的第一次測(cè)試的時(shí)候就一點(diǎn)問(wèn)題都沒(méi)出現(xiàn)，第一次測(cè)試后就不用修改就可以用了。原來(lái)就是一個(gè)電容害得本人花了這么多天的時(shí) 間重新做了一塊板。 5 脈沖信號(hào)參數(shù)測(cè)試儀的調(diào)試過(guò)程 硬件調(diào)試過(guò)程 本人最初的硬件是先做好了 MSP430F5438A 最小系統(tǒng)板和電源模塊，然后再做其他的外圍模塊。這個(gè)峰值檢波的電路本人已經(jīng)做了 2 個(gè)板子了，測(cè)量的結(jié)果都是一樣，最后實(shí)在找不出原因就只能用那些所測(cè)得的數(shù)值經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理大概得出索要測(cè)量的峰峰值就行 了。 表 41 占空比的測(cè)量值 頻率（ KHz） 1 10 50 100 300 500 占空比（ %） 測(cè)量值（ %） 10 9 9 9 9 8 7 7 20 19 20 19 19 18 17 17 30 30 30 30 29 29 27 27 40 40 40 40 40 39 38 37 50 51 51 51 50 50 49 48 60 61 61 61 61 61 59 59 70 72 72 72 72 71 71 70 80 83 83 82 82 82 81 81 90 93 93 93 93 93 93 93 如表 41 所示，最左邊一列是信號(hào)源輸出脈沖信號(hào)的占空比，右邊的是不同頻率下脈沖信號(hào) 參數(shù)測(cè)試儀所測(cè)得的占空比。 SPI 通信 的程序不是很難寫(xiě)，本人寫(xiě)好程序后，開(kāi)始調(diào)試，但不成功，本人還以為是程序的問(wèn)題，所以本人程序都改了很多次，改了再調(diào)，調(diào)了又改，最后檢查電路是才發(fā)現(xiàn)引腳 LODAC 要接地才可以的，引腳 LODAC 接地后就可以調(diào)試成功了。 除 DAC 外，片內(nèi)還集成了一個(gè)軌到軌放大器、鎖存器和基準(zhǔn)電壓源。 業(yè)界最低功耗：每通道流耗僅為 mA，不但可最大限度地降低無(wú)線基站中 VGA 控制所需的功耗，而且還可運(yùn)行可調(diào)諧激光器模塊、 CNC 設(shè)備，以及示波器與便攜式血液分析儀等便攜式醫(yī)療設(shè)備 。 D/A 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 D/A 模塊的電路如下圖所示： 圖 DAC8562 電路 D/A 轉(zhuǎn)換電路本人也換過(guò)幾塊，開(kāi)始是想用 MAX5802，這是一個(gè)雙通道的 D/A 轉(zhuǎn)換器，外部產(chǎn)考電壓是可達(dá)到 5V，這個(gè)芯片是用 I2C 通信的，本 人看了這個(gè)芯片的一些資料，又對(duì)照本人以前寫(xiě)的 24C08 的 I2C 程序把這個(gè) D/A 的芯片寫(xiě)好，然后在下載到單片機(jī)調(diào)試，但也調(diào)試了兩天都調(diào)不出來(lái)， I2C 程序也都沒(méi)錯(cuò)，跟以前那個(gè) 24C08 的幾乎一樣，看來(lái) I2C 的程序?qū)τ诒救藖?lái)說(shuō)真的很難調(diào)，兩天都調(diào)不出來(lái)后本人就決定還另一塊芯片，這塊是 TI 公司的 DAC8562。這兩個(gè)寫(xiě)脈沖之間的時(shí)間間隔為一次采樣時(shí)間。在內(nèi)部采樣控制模式 (控制位置 0)中，由寫(xiě)脈沖啟動(dòng)采樣間隔， 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 28 頁(yè) 經(jīng)過(guò)瞬間的采樣間隔 (芯片時(shí)鐘為 2MHz 時(shí)，為 3ms)，即開(kāi)始 A/D 轉(zhuǎn)換。正好同學(xué)免費(fèi)申請(qǐng)有 2塊貼片的 MAX197 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，他就給了一片本人，然后就打算用 MAX197 試試看。 對(duì)于脈沖信號(hào)而言，占空比 =(有效值 /峰峰值 )^2/100，利用這個(gè)公式可以求出脈沖信號(hào)的占空比。振幅對(duì)稱(chēng)方波或直流水平波形等信號(hào)的波峰因數(shù)為 1。 RMS（真有效值） 是對(duì)交流信號(hào)幅度的基本量度，可以分別從實(shí)用角度和數(shù)學(xué)角度予以定義。A。 AD637 是 ADI 公司生產(chǎn)的真有效值 直流轉(zhuǎn)換芯片，它的功能是把外部輸入的交流信號(hào)有效值變成直流信號(hào)輸出，可以計(jì)算各種復(fù)雜波形的真有效值。做第二塊板時(shí)本人還專(zhuān)門(mén)再檢查了幾次電路圖。第一塊做 完的時(shí)候拿去實(shí)驗(yàn)室調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)在2VPP 以上的電壓測(cè)量還算準(zhǔn)，但信號(hào)在 2VPP 一下的就不準(zhǔn)了，在 2VPP 一下的信號(hào)，測(cè)得的電壓值最大都不超過(guò) 1V，本人反反復(fù)復(fù)測(cè)了很多數(shù)據(jù)都是不準(zhǔn)的。當(dāng)信號(hào)的峰峰值不小于 時(shí)就不用經(jīng) 過(guò)運(yùn)放放大，不過(guò)將信號(hào)送給比較器之前也接了一個(gè)電壓跟隨器，也是為了防止信號(hào)能量的損失。 比較器電路 比較器電路如下圖所示： 圖 比較器電路 這是個(gè)滯回比較器，由 MAX942 運(yùn)放組成，其中脈沖信號(hào)幅度小的要通過(guò)一個(gè)運(yùn)放將電壓放大后再送入比較器進(jìn)行比較，通過(guò)一個(gè)繼電器進(jìn)行選擇，當(dāng)脈沖信號(hào)是小信號(hào)時(shí)，在繼電器選擇端加高電平，使比較器接到電壓放大電路那邊，當(dāng) 脈沖信號(hào)不是小信號(hào)時(shí)，就給繼電器加個(gè)低電平信號(hào)，使比較器接在沒(méi)經(jīng)過(guò)電壓放大的那邊。 MSP430 有兩種復(fù)位方式，上電復(fù)位信號(hào) POR(Power On Reset)和上電清除信號(hào) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁(yè) 共 28 頁(yè) PUC(Power Up Clear)。從上面的數(shù)據(jù)可見(jiàn)，MSP430F5438A 單片機(jī)一改以往 430 系列 “本人 很省飯，但 本人 也不太能干 ”的林黛玉作風(fēng)，配備了豐富的片內(nèi)資源，又具備了相當(dāng)可觀的性能，變身為既省飯又能干的全能戰(zhàn)士，在發(fā)揚(yáng)光大 430 系列杰出的超低功耗特性的同時(shí)，大幅度提高了性能，以往 430 系列單片機(jī)幾乎不可能完成的任務(wù)，如流暢 GUI、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)等等， 54xx 系列單片機(jī)已經(jīng)完全可以應(yīng) 對(duì)自如，這就大大拓寬了 430 系列單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。 3 脈沖信號(hào)參數(shù)測(cè)試儀的硬件電路設(shè)計(jì) MSP430F5438A 主控模塊設(shè)計(jì) .1 MSP430F5438A最小系統(tǒng)芯片部分 MSP430F5438A 主控模塊本人把它做成了一個(gè)最小系統(tǒng)版，用最小系統(tǒng)版來(lái)控制調(diào)試外部的小模塊。對(duì)于脈沖信號(hào)而言，占空比 =(有效值 /峰峰值 )^2/100，然后選擇用 AD637 來(lái)測(cè)量脈沖信號(hào)的峰峰值，然后根據(jù)上一個(gè)公式來(lái)求脈沖信號(hào)的占空比。然后本人就參考網(wǎng)上的一些電路圖和一些資 料，做了一個(gè) 滯回比較器，做好后就馬上拿去實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，調(diào)試的結(jié)果很好，邊緣一點(diǎn)振蕩都沒(méi)有。 絕大多數(shù)比較器中都設(shè)計(jì)帶有滯回電路 , 通常滯回電壓為 5mV 到 10mV。本人沒(méi)試過(guò)在脈沖信號(hào)邊緣去振蕩紋波的方法，所以調(diào)了很久都調(diào)不出來(lái)。 比較器的選擇 在這么多的模塊當(dāng)中，本人覺(jué)得比較器模塊是最難調(diào)的了。最后把處理后的結(jié)果通過(guò)顯示模塊顯示出來(lái)。%； 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖所示： 圖 系統(tǒng)框圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 3 頁(yè) 共 28 頁(yè) 由圖 所示，本設(shè)計(jì)涉及七個(gè)部分， DA 輸出峰峰值的 10%和 90%的電壓值給比較器模塊，信號(hào)輸入到比較器模塊，比較器模塊有峰峰值的 10%和 90%的兩路輸出比較電壓， 比較器輸出這兩路的比較脈沖信號(hào)，這兩路脈沖信號(hào)通過(guò) 74HC08 相與后輸出上升沿下降沿的脈沖信號(hào)。2%； 脈沖信號(hào)頻率范圍為 100Hz～ 100KHz；頻率 測(cè)量精度 ≤ 177。即使是在某些不需要低功耗的場(chǎng)合， MSP430 單片機(jī)仍然可以作為一款高性能單片機(jī)使用。不能用到好東西，板子又做得不好，所以調(diào)板子的時(shí)候太難調(diào)了，調(diào)了很久很久都調(diào)得不怎么好，最后只能調(diào)到精度還算相差不是很大就行了。 由于現(xiàn)在很多領(lǐng)域都要進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)，特別是高科技領(lǐng)域，所以信號(hào)的檢測(cè)和測(cè)量應(yīng)用越來(lái)越廣泛，微弱信號(hào)領(lǐng)域?qū)γ}沖信號(hào)檢測(cè)的精度要求很高，像雷達(dá)等的信號(hào)，對(duì)信號(hào)檢測(cè)的要求很高很高，所以像每國(guó) P3C 偵察機(jī)反潛機(jī)只有少數(shù)的幾個(gè)國(guó)家能做得出來(lái)，因?yàn)閷?duì)小信號(hào)的檢測(cè)分析處理的技術(shù)要求是很高的?，F(xiàn)在也有一些是便攜式的 數(shù)字示波器，大小和手機(jī)差不多一樣，不過(guò)本人沒(méi)用過(guò)，不知道好不好用，不知道精度高不高。 現(xiàn)在的電子產(chǎn)品的種類(lèi)越來(lái) 越多，各種儀器的應(yīng)用也就越來(lái)越多，在信號(hào)類(lèi)的儀器都要用到脈沖信號(hào)測(cè)量的儀器，本課題研究的是脈沖參數(shù)測(cè)試儀，主要是測(cè)量各種脈沖信號(hào)的參數(shù)。單片機(jī)由集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含了計(jì)算機(jī)的基本功能模塊：中央處理器 CPU、存儲(chǔ)器、 I\O 接口電路，定時(shí)器中斷電，有些單片機(jī)里還集成了內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換功能等等。 Pulse signal parameter tester。這種功能比較齊全的儀器現(xiàn)在大多數(shù)都是比較大型的臺(tái)式的，手提便攜式的功能還沒(méi)那么完善，便攜式的比較少，能測(cè)得東西也沒(méi)那么多，而且便攜式的測(cè)量精度沒(méi)有臺(tái)式的測(cè)量精度高?，F(xiàn)在便攜式的測(cè)量?jī)x器普遍用的就是萬(wàn)用表，可以測(cè)量直流電壓、電阻、電流、電容等等。 peaktopeak。單片機(jī)只是一個(gè)控制芯片，相當(dāng)于人的大腦，人只有大腦還是完成不了所需要的功 能的，還需要手、腳、嘴巴、耳朵等等的器官，單片機(jī)也是一樣，必須還要外接一些模塊才能實(shí)現(xiàn)想要的功能。因?yàn)槊}沖信號(hào)很微小的變化都會(huì)影響到信號(hào)的質(zhì)量，所以脈沖參數(shù)測(cè)試儀對(duì)芯片和電路的要求都比較高。但本人覺(jué)得便攜式的還是沒(méi)