簡(jiǎn)易網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納分析儀本科a題(參考版)
2025-06-13 02:21本頁(yè)面
【正文】 個(gè)別指標(biāo)由于時(shí)間有限只完成相應(yīng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)，整體調(diào)試還未能全部完成.參考文獻(xiàn)[1] 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社，2006 年[2] 芮坤生 ，潘孟賢 ，丁志中 . 信號(hào)分析與處理 [M].北京：高等教育出版社，2003 年[3] 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì) . 第六屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品選編（2003）[C]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2005 年[4] 邱關(guān)源 . 電路 [M]. 北京：高等教育出版社,1999 年[5] 張有漢 . 電子線路設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)[M]. 福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2000 年，第一版[6] 王能超 . 數(shù)值分析簡(jiǎn)明教程[M]. 北京：高等教育出版社，2003 年，第二版[7] 丁元杰 . 單片微機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 上海：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 年，第二版附 錄附錄 1 主要元器件清單序號(hào)名稱規(guī)格說(shuō)明數(shù)量1AD57412位的AD轉(zhuǎn)換器12AD9851直接數(shù)字頻率合成芯片13AT89S5251系列的單片機(jī)14OP07運(yùn)算放大器5LM339四電壓比較器，波形整形部分的主要器件16CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件1774LS373八個(gè)電平觸發(fā)的D觸發(fā)器,用于數(shù)據(jù)鎖存18液晶顯示器用于顯示輸出數(shù)據(jù)1. 19 .。整個(gè)系統(tǒng)均由單片機(jī)AT89S52 控制完成。5 結(jié)論本系統(tǒng)以一片9851 芯片基于直接數(shù)字頻率合成（DDS）技術(shù)制作了正弦波信號(hào)發(fā)生器，不僅完成了基本部分的能產(chǎn)生100Hz、300Hz、1kHz、3kHz、10kHz 五個(gè)頻率，頻率誤差的絕對(duì)值小于所要求頻率的1%；輸出電壓峰峰值為1V以及輸出電阻小于1Ω，并且能實(shí)現(xiàn)發(fā)揮部分的100Hz的頻率步進(jìn)。但此次設(shè)計(jì)使用12位的AD轉(zhuǎn)換器，最小分辨率為1/4095，足以滿足題目的峰峰值誤差在2%的精度要求，因此這不是造成導(dǎo)納模|Y |誤差的主要原因。具體實(shí)施方案如下：已知一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)一端口網(wǎng)絡(luò)：R=,C=.（R//C）當(dāng) f=100Hz 時(shí)， Y=1/R +jwC ,w= 因此可以計(jì)算出理論值：導(dǎo)納模= =,導(dǎo)納角arctan (B/G)=arctan(wCR)=測(cè)試用儀器與設(shè)備如表 所示。 程序流程圖結(jié)束初始化測(cè)量?jī)山M電壓 讀取數(shù)據(jù)測(cè)相開始測(cè)相結(jié)束讀取數(shù)據(jù)計(jì)算導(dǎo)納值顯示導(dǎo)納值是否超過量程是否超時(shí)選擇量程測(cè)相是否有結(jié)果開始是否是是否否4 系統(tǒng)測(cè)試 測(cè)試方法（1）測(cè)量正弦波信號(hào)發(fā)生器的指標(biāo)數(shù)據(jù)是輸出頻率和電壓的峰峰值，則需通過單片機(jī)分別送入五組頻率值，由信號(hào)源產(chǎn)生頻率可調(diào)的正弦波，通過雙通道數(shù)字示波器TDS1002 分別測(cè)量其輸出頻率和電壓的峰峰值。相位角是通過向CPLD實(shí)現(xiàn)的一個(gè)計(jì)數(shù)器，將兩路信號(hào)進(jìn)行異或，相位差的部分為高電平，此時(shí)通過計(jì)數(shù)器對(duì)參考脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)得到脈沖數(shù)，并且向單片機(jī)送進(jìn)這個(gè)數(shù)，由于單片機(jī)可根據(jù)參考脈沖的周期算出相位角。 軟件實(shí)現(xiàn)方法 實(shí)現(xiàn)方法本系統(tǒng)的軟件是分為五個(gè)模塊：顯示部分，控制與計(jì)算部分，信號(hào)源部分，鍵盤部分，AD轉(zhuǎn)換部分。CPLD 復(fù)雜可編程邏輯器件，具有集成度高、體積小、速度快等特點(diǎn)。 然后通過 Keil C51 編譯器作為軟件開發(fā)平臺(tái)，而 KEIL uVISION2是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)軟件中優(yōu)秀的軟件之一，它支持眾多不同公司的MCS51架構(gòu)的芯片，它集編輯，編譯，仿真等于一體，同時(shí)還支持，PLM，匯編和C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，它的界面和常用的微軟VC++的界面相似，界面友好，易學(xué)易用，在調(diào)試程序，軟件仿真方面也有很強(qiáng)大的功能。3 軟件設(shè)計(jì) 開發(fā)軟件及編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介Keil C51 系統(tǒng)采用 8051 系列微處理器 AT89S52 ,并用單片機(jī)C語(yǔ)言按模塊化方式進(jìn)行設(shè)計(jì), C 語(yǔ)言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，兼顧了多種高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)且具備匯編語(yǔ)言的功能，具有功能豐富的庫(kù)函數(shù)，有良好的移植性。只能顯示非常有限的符號(hào)和數(shù)碼字，雖然編程簡(jiǎn)單，但不能滿足本設(shè)計(jì)的顯示要求。其功能強(qiáng)大，可顯示各種字體的數(shù)字、漢字、圖象，還可以自定義顯示內(nèi)容，可以充分顯示電導(dǎo)Re[Y ]、電納Im[Y ]、導(dǎo)納模|Y |和導(dǎo)納角，以及顯示這4 個(gè)參數(shù)的頻率特性曲線。 數(shù)據(jù)的顯示這是決定系統(tǒng)使用是否方便的關(guān)鍵。比較以上三種方案，方案一優(yōu)點(diǎn)是無(wú)觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)軟操作，但有4050的導(dǎo)通電阻，使得精度不高；方案二精度高，但是代價(jià)也很高，并不經(jīng)濟(jì)；方案三設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單，控制方便。方案二：采用PGA103這類可編程增益運(yùn)放進(jìn)行自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換。 的測(cè)量，已測(cè)量出導(dǎo)納模|Y |和導(dǎo)納角的值，再根據(jù)公式： 將導(dǎo)納模|Y |和導(dǎo)納角的測(cè)量值送入單片機(jī)AT89S52根據(jù)以上公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算，并由液晶顯示器進(jìn)行結(jié)果輸出。(b). (b) 仿真時(shí)序圖 Re[Y ]和Im[Y ]的測(cè)量根據(jù)GB310293，導(dǎo)納Y = G + jB，導(dǎo)納模，導(dǎo)納角arctan (B/G)。從方框圖可知，測(cè)得的脈寬除以輸入信號(hào)的周期恰為兩路輸入信號(hào)的相位差，即導(dǎo)納角。異或輸入信號(hào)A輸入信號(hào)BBENA BZQ BCLK BZQ[31…0]C
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