【正文】 LM393 比較整形電路的輸出端是很理想的脈沖信號(hào)；信號(hào)輸入和按鍵部分電路實(shí)物圖如圖 14 所示。所以 用來(lái)給單片機(jī)供電和 LED 供電。 5V 用來(lái)給單電源運(yùn)放、電壓比較器LM393 供電，以及 LCD12864 液晶的背光供電。整體測(cè)試連接圖如圖 13 所示。 //點(diǎn) 亮 LED if(++i==2)i=0。 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 15 if(i == 0) GPIO_SetBits(LED_Port,LED_Pin)。在主函數(shù)中翻轉(zhuǎn)LED1 指示燈來(lái)指示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 用戶(hù)根據(jù)功能鍵選擇操作菜單，功能鍵第一次按下修改頻率為 200Hz 對(duì)應(yīng)的物理值，第二次按下修改頻率為 800Hz 對(duì)應(yīng)的物理值，此時(shí)用增大建、減小鍵移動(dòng)選項(xiàng)和更改參數(shù)值，設(shè)置好參數(shù)按確定鍵確定輸入。當(dāng)有頻率輸入時(shí)自動(dòng)顯示轉(zhuǎn)換后的物理數(shù)值?？紤]到頻率計(jì)獲取頻率之后需要現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)化成與一次儀表相同的物理值，這就需要用戶(hù)輸入?yún)?shù)進(jìn)行標(biāo)定。單片機(jī)讀取 IO 電平狀態(tài)的函數(shù)為： GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1)。由于操作按鍵的時(shí)候存在抖動(dòng)，所以需要軟件“消抖”，消抖可以用狀態(tài)機(jī)消抖也可以簡(jiǎn)單地延時(shí)消抖。 = GPIO_Mode_IPU。 void GUI_DispUnHZ(uint8 Row, uint8 Col ,uint8 *PStr)。 void GUI_DispUnString(uint8 Row, uint8 Col, uint8 *str)。 這樣每次檢索結(jié)構(gòu)體中的 Index 成員，如果是對(duì)應(yīng)的漢字則將成員數(shù)組Msk 的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。 uint8 Msk[32]。由于液晶不帶字庫(kù)，需要程序里添加字庫(kù)。 圖 12 LCD128x128 寫(xiě)入時(shí)序圖 初始化和讀寫(xiě)函數(shù)只需要遵守時(shí)序并且發(fā)送正確的命令字即可。 初始化需要配置控制端口和數(shù)據(jù)端口，并嚴(yán)格遵守寫(xiě)入數(shù)據(jù)和寫(xiě)入命令時(shí)序。 人機(jī)界面程序設(shè)計(jì) 人機(jī)交互界面程序設(shè)計(jì)包括 LCD128x128 程序設(shè)計(jì)、 LED 狀態(tài)指示燈設(shè)計(jì)和按鍵輸入程序設(shè)計(jì)。 定時(shí)器 TIM2 一秒的定時(shí)時(shí)間到的時(shí)候會(huì)進(jìn)入定時(shí)中斷函數(shù)，在這里首先關(guān)閉定時(shí)器，讀取輸入捕獲計(jì)數(shù)值就可以得到頻率了。 TIM_Cmd(TIM4, ENABLE)。 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 13 TIM_SelectSlaveMode(TIM4, TIM_SlaveMode_Reset)。TIM_ICInitStructure)。 = 0x00。 = TIM_ICSelection_DirectTI。 TIM3 輸入捕獲模式詳細(xì)的配置如下： = TIM_Channel_2。GPIO_InitStructure)。 = GPIO_Mode_IN_FLOATING。 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIO B, ENABLE)。本系統(tǒng)選擇 TIM4 的 Channal2通道（ ）作為脈沖輸入引腳。下面的就是 TIM2 的中斷入口函數(shù)： void TIM2_IRQHandler() { //判斷增計(jì)數(shù)中斷標(biāo)志位置位 if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) { //清除中斷標(biāo)志 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update)。NVIC_InitStructure)。 = ENABLE。 = TIM2_IRQn。 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure。當(dāng)優(yōu)先級(jí)相同時(shí)，根據(jù)中斷向量表中默認(rèn)的排列順序進(jìn)行中斷響應(yīng)。 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE)。TIM_TimeBaseStructure)。 = TIM_CounterMode_Up。 = 7200 1。具 體的配置如下： TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure。 定時(shí)需用普通定時(shí)器 TIM2，首先對(duì) TIM2 的時(shí)鐘進(jìn)行配置，由于 TIM2 內(nèi)部是接在 APB1 的時(shí)鐘總線上，因此調(diào)用庫(kù)函數(shù)配置定時(shí)器時(shí)鐘如下： RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE)。 STM32 輸入捕獲和定時(shí)器 STM32 輸入捕獲的原理是當(dāng)選定的輸入引腳發(fā)生選定的脈沖觸發(fā)沿（上升沿或下降沿）的時(shí) 候，該時(shí)刻定時(shí)器的計(jì)數(shù)值 TIMx_CNT 會(huì)被保存 ，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生捕獲中斷。 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE)。 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 11 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE)。另外用到的端口和外設(shè)也要對(duì)其時(shí)鐘進(jìn)行配置。STM32 時(shí)鐘包括 AHB 高速系統(tǒng)時(shí)鐘總線、 APB2 高速外設(shè)時(shí)鐘總線和 APB1 低速外設(shè)時(shí)鐘總線。使用 STM32 標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)函數(shù) 進(jìn)行開(kāi)發(fā)，從而不必關(guān)心底層寄存器的配置，減少了工作量，縮短了開(kāi)發(fā)周期。該部分包括 STM32 系統(tǒng)初始化、輸入捕獲定時(shí)器配置和頻率計(jì)算。按鍵操作流程圖如圖 11 所示。 按鍵初始化之后需要再循環(huán)里不斷地檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到按鍵輸入引腳拉低時(shí)，即有按鍵按下，然后延時(shí) 20 毫秒進(jìn)行按鍵“消抖”，因?yàn)槭?動(dòng)操作會(huì)有抖動(dòng)，如不進(jìn)行消抖操作，那么短時(shí)間會(huì)判斷出有多次按鍵操作。功能鍵用來(lái)切換主菜單功能，增大鍵和減小鍵用來(lái)調(diào)整參數(shù)大小。主程序和中斷程序的流程圖如圖 10 所示 圖 10 主程序和中斷程序流程圖 當(dāng)采集到頻率信號(hào)時(shí)，為了轉(zhuǎn)換成一次儀表的物理量，需要用戶(hù)手動(dòng)輸入物理量與頻率之間的線性關(guān)系數(shù)據(jù)，所以加入按鍵功能。在進(jìn)入中斷函數(shù)中，首先清除中斷標(biāo)志，讀取捕獲的脈沖計(jì)數(shù)值，算出信號(hào)頻率。在循環(huán)中更新顯示、讀取鍵值。 圖 9 LED 狀態(tài)指示燈電路 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 9 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)框圖 軟件部分分為主函數(shù)程序和中斷函數(shù)程序。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩個(gè)狀態(tài)指示燈，指示燈電路如圖 9 所示。 LED2 用來(lái)間接地指示輸入頻率大小，當(dāng) STM32 捕獲到輸入脈沖時(shí)翻轉(zhuǎn) LED 指示燈，頻率越高，閃爍越快，反之頻率越低，閃爍越慢。 圖 8 按鍵輸入電路圖 LED 狀態(tài)指示燈用以指示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和輸入頻率大小。按鍵的一個(gè)端口接地，另一端口接 到單片機(jī) IO 口，當(dāng)檢測(cè)到 IO 端口被拉低時(shí)，即認(rèn)為有按鍵被按下。參數(shù)設(shè)定好之后按確認(rèn)鍵確認(rèn)數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)輸入。按鍵設(shè)計(jì)四個(gè)，分別定義為功能鍵、增大建、減小鍵和確認(rèn)鍵。 LCD128128控制端口為數(shù)據(jù)命令選擇端口（ RS）、片選端口（ CS）、讀端口 (RD)、寫(xiě)端口(WR)，以及八位數(shù)據(jù)端口（ D0D7）。該液晶采用 供電，采用 6800 總線驅(qū)動(dòng)。電路如圖 7 所示 圖 7 比較整形電路 人機(jī)界面設(shè)計(jì) 為了給用戶(hù)提供一個(gè)有好的人接界面，將測(cè)量結(jié)果直觀的顯示出來(lái)，并能通 過(guò)按鍵設(shè)置一些參數(shù)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了 LCD1602 液晶顯示、按鍵操作和 LED狀態(tài)指示燈。本設(shè)計(jì)選用 LM393 比較器，通過(guò)改變電位器的阻值調(diào)整比較器的正向端閾值電壓，在反相端輸入頻率信號(hào)時(shí)，輸出端獲得輸出脈沖。 圖 6 高通濾波電路 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 7 信號(hào)波形整形 高通濾波電路輸出的是頻率信 號(hào)的正電壓部分，為了獲得單片機(jī)能夠是別的脈沖信號(hào)就必須對(duì)其整形。運(yùn)算放大器選用 LM358 芯片。本設(shè)計(jì)的二階有源高通濾波器能濾除低于200Hz的低頻干擾，濾除諸如 50Hz的工頻等干擾頻率。為了獲得單片機(jī)能夠識(shí)別的脈沖信號(hào)，必須對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行濾波整形。有源濾波電路相對(duì)于無(wú)源濾波電路，具有較高的開(kāi)環(huán)電壓增益和輸入阻抗、較低的輸 出阻抗和很好的自適應(yīng)能力。本設(shè)計(jì)在信號(hào)輸入端加入高通濾波電路和信號(hào)整形電路。設(shè)計(jì)電路如圖 5 所示。 SWD 模式在高速模式下比 JTAG 更可靠，基本使用 JTAG仿真 模式的情況下都可以直接使用 SWD模式的。許多器件都用它來(lái)仿真調(diào)試， STM32 當(dāng)然也不例外。 JTAG是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議， 主要用于 芯片 內(nèi)部測(cè)試。另外，為了直觀顯示 電壓狀態(tài)，本設(shè)計(jì)在輸出端加了發(fā)光二極管指示燈，當(dāng)有 ，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。穩(wěn)壓電路如圖 4 所示。所以 用來(lái)給單片機(jī)供電和 LED 供電。 5V用來(lái)給單電源運(yùn)放、電壓比較器