【正文】 軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。此外，C語言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法提供了有力的保障。C語言有功能豐富的庫函數(shù)、運(yùn)算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。其優(yōu)點(diǎn)是可讀性好，移植容易，是普遍使用的一種計(jì)算機(jī)語言。 C語言對編寫需要硬件進(jìn)行操作的場合，明顯優(yōu)于其它解釋型高級語言，有一些大型應(yīng)用軟件也是用C語言編寫的。另外C語言也具有強(qiáng)大的圖形功能，支持多種顯示器和驅(qū)動器。C語言功能齊全。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦阌谑褂?、維護(hù)以及調(diào)試。 C是結(jié)構(gòu)式語言。它把高級語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級語言的實(shí)用性結(jié)合起來。鑒于C語言編程有眾多優(yōu)點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中，采用的是C語言編寫程序。C語言是是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，可產(chǎn)生緊湊代碼。第4章 軟件設(shè)計(jì)在目前的單片機(jī)軟件開發(fā)中，常用的語言是匯編語言和C語言兩種。 74LS113管腳圖引腳介紹：/CP/CP2 時鐘輸入端（下降沿有效）JJKK2 數(shù)據(jù)輸入端/Q/Q2 輸出端/SD/SD2 直接置位端（低電平有效）： 74LS113功能表（說明：H—高電平，L—低電平，X—任意，—高到低電平跳變） 鑒相器電路的設(shè)計(jì)鑒相器就是異或門電路，在鑒相器的輸入波形Ug、Uh中，正脈沖寬度就是Ug和Uh相位差所對應(yīng)的時間差，由此可見，鑒相器在相位測量電路中起到了測量時間差的重要作用。當(dāng)CLK端接收到觸發(fā)脈沖時，Q端有低電平變?yōu)楦唠娖?；?dāng)下一個脈沖到來，Q端又由高電平變?yōu)榈碗娖?，如此不斷反?fù)。LM339可構(gòu)成 單限比較器、 遲滯比較器 、雙限比較器（窗口比較器） 、振蕩器等；還可以組成高壓數(shù)字邏輯門電路，并可直接與TTL、CMOS電路接口。當(dāng)“”端電壓高于“+”端時，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。用作比較兩個電壓時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn)），另一端加一個待比較的信號電壓。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如IR233ANI33SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。18V；3）對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬；4）共模范圍很大，為0~（）Vo；5）差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；6）輸出端電位可靈活方便地選用。該電壓比較器的特點(diǎn)是：1）失調(diào)電壓小，典型值為2mV；2）電源電壓范圍寬，單電源為236V，雙電源電壓為177。 相位測量電路 LM339簡要介紹LM339電壓比較器芯片內(nèi)部裝有四個獨(dú)立的電壓比較器。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。為了避免待測信號在過零點(diǎn)時含有干擾，這里用LM339組成如下圖所示的整形電路，還應(yīng)注意的是，LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選315K）。而且，為了避免待測信號和參考信號在整形電路中產(chǎn)生附加相移或者發(fā)生相對相移，本設(shè)計(jì)對兩路信號采用了相同的整形電路，這樣即使發(fā)生相移，也能保證二者的相對相移為0?！?相位測量電路的設(shè)計(jì)相位測量模塊主要包括整形電路的設(shè)計(jì)和鑒相器電路的設(shè)計(jì)。當(dāng)片選CS為高時，內(nèi)部所有寄存器清0，輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)。ADC0832接著在第4個時鐘下降沿輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。當(dāng)輸入啟動位和配置位后，選通輸入電平與吼和模擬通道，轉(zhuǎn)換開始。在時鐘的上升沿，DI端的數(shù)據(jù)移人ADC0832內(nèi)部的多路地址移位寄存器。輸入配置位時，高位(CHO)在前，低位(CHl)在后。ADC0832的配置位邏輯表如表1所列。配置位說明：ADC0832工作時，模擬通道的選擇及單端輸入和差分輸入的選擇，都取決于輸入時序的配置位。VCC／REF為正電源端和基準(zhǔn)電壓輸入端。D0為模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果串行輸出端。CH0，CHl為兩路模擬信號輸入端。ADC0832有DIP和SOIC兩種封裝，本設(shè)計(jì)額中采用的是DIP封裝。 AD0832簡要介紹ADC0832是NS(National Semiconductor)公司生產(chǎn)的具有Microwire／Plus串行接口的8位A／D轉(zhuǎn)換器，通過三線接口與單片機(jī)連接，功耗低，性能價格比較高，芯片引腳少，適宜在袖珍式智能儀器中使用。 AD轉(zhuǎn)換電路判斷依據(jù)是：對于未知的輸入信號，首選的是將信號送入最大檔位進(jìn)行測量。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。關(guān)于電磁繼電器：電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。當(dāng)感應(yīng)電壓與12V電源電壓之和大于晶體管的集電結(jié)的反向耐壓時，晶體管有可能損壞。繼電器釋放時，由于繼電器線圈存在電感，這時晶體管9013已經(jīng)截止，所以會在線圈的兩端產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓。這里的二極管D的作用是保護(hù)晶體管9013。當(dāng)繼電器線圈工作電流為300mA時?；诠怆婑詈掀饔休^高的電流傳輸比，且最小值為50%。采用這種控制邏輯可以使繼電器在上電復(fù)位或單片機(jī)受控復(fù)位時不吸合。 繼電器驅(qū)動電路、。一片SN75468可以驅(qū)動7個繼電器，驅(qū)動電流可達(dá)500mA，輸出端最大工作電壓為100V。 繼電器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì) 電磁式繼電器一般用功率接口集成電路或晶體管驅(qū)動。選通開關(guān)這里用的是電磁式繼電器，選通原理是這樣的：當(dāng)繼電器驅(qū)動電路檢測到對應(yīng)的IO口為低電平時，則繼電器吸合，對應(yīng)的檔位同時被選通。本設(shè)計(jì)中選用純電阻電路的降壓法，這樣電路實(shí)現(xiàn)起來簡單可行，最重要的是不會引入新的相移。 自動量程控制電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中，相位測量儀主要是對被測網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出信號的相位差進(jìn)行測量。主要完成量程的自動選擇和相位差信號的獲得。，蜂鳴器的負(fù)極性的一端接地，正極性的一端接在PNP三極管的集電極上，當(dāng)待測信號不在規(guī)定的測量范圍時，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器電路形成回路，發(fā)出警報聲；在沒有超限的情況下，該管腳為高電平，則三極管截止，蜂鳴器不響。蜂鳴器與家用電器上面的喇叭在用法上也有相似之處，通常工作電流比較大，電路上的TTL電平基本上驅(qū)動不了蜂鳴器，需要增加一個電流放大的電路才可以。LM7805有三個引腳，分別為Vin:輸入引腳，電壓為12V；Vout:輸出引腳，電壓為5V；GND:接地端。LM7805是最常用到的穩(wěn)壓芯片。電池提供的12V電壓可用于驅(qū)動繼電器的工作。 7805穩(wěn)壓電路，電源電路采用集成穩(wěn)壓管LM7805進(jìn)行穩(wěn)壓。~~DE7引腳相連接，來顯示所測量的數(shù)據(jù)。背光源根據(jù)其正負(fù)極分別與電源正負(fù)極相連接。 液晶LCD1602顯示電路LCD1602液晶顯示屏以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 復(fù)位電路 顯示電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用由液晶LCD1602組成的顯示的電路。S1松開，C3又充電，在10K電阻上又出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用的是上電復(fù)位，原理是上電時，C3充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位；幾個毫秒后，C3充滿，10K電阻上電流降為0，電壓也為0，使得單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。積分型上電復(fù)位常用的還有上電或開關(guān)復(fù)位電路，上電后，由于電容的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。上電時，Vcc的上升時間約為10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時間則為10ms。上電復(fù)位的工作過程是在加電時，復(fù)位電路通過電容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。上電復(fù)位AT89C51的上電復(fù)位，只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個電阻到地即可。當(dāng)人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復(fù)位手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機(jī)器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。也可以采用外部時鐘，這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF177。 晶振電路外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容CC2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。AT89C5l 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高量程反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。單片機(jī)晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時鐘頻率的基礎(chǔ)之上的。 晶振電路的設(shè)計(jì)晶振是一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生穩(wěn)定、精確的共振頻率的元件。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作