基于單片機(jī)簡易信號測量儀畢業(yè)設(shè)計-展示頁
2025-01-25 11:41本頁面
【正文】 中起振電路由晶振提供測量的時間基準(zhǔn)，經(jīng)分頻后產(chǎn)生準(zhǔn)確的時間間隔T，作為基準(zhǔn)時間去控制計數(shù)器。 方案確定分析以上三種方案的優(yōu)缺點，方案三具有更大的優(yōu)越性、靈活性，因此我們采用方案三作為具體實施的方案。方案三：系統(tǒng)采用MCS51單片機(jī)AT89S52作為控制核心，由于單片機(jī)自帶計數(shù)器的計數(shù)頻率上限較低，輸入時鐘的頻率通常只能是系統(tǒng)時鐘頻率的幾分之一甚至幾十分之一，因此采用外部計數(shù)器對輸入信號進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)值再由單片機(jī)讀取，單片機(jī)只完成運算、控制及顯示功能。方案二：系統(tǒng)采用可編程邏輯器件作為信號處理及系統(tǒng)控制核心，完成包括計數(shù)、顯示等一系列工作。一、 方案比較及論證 方案比較方案一：系統(tǒng)測頻部分采用中小規(guī)模數(shù)字集成電路，對輸入信號作分頻整形處理后，再與1s脈寬的標(biāo)準(zhǔn)信號相與，其輸出作為計數(shù)脈沖，由計數(shù)器計數(shù)，然后鎖存、譯碼輸出到數(shù)碼管顯示。目錄摘要3第一章 方案比較及論證3 方案確定3第二章 基本測量原理3 頻率、周期測量3 峰峰值測量4第三章 系統(tǒng)設(shè)計4 信號整形電路4 峰峰值測量電路5 顯示電路5 電平轉(zhuǎn)換電路5 系統(tǒng)控制電路5 系統(tǒng)程序流程6第四章 系統(tǒng)指標(biāo)測試7 指標(biāo)測試7 設(shè)計與測試使用的儀器7 測試數(shù)據(jù)7 誤差分析及措施8第五章 心得體會9第六章 參考文獻(xiàn)10摘要本系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為核心設(shè)計了一種用于測量頻率、周期、峰峰值、有效值的簡易信號測量儀，其中還可分辯正弦波與方波，利用單片機(jī)的數(shù)學(xué)運算和控制功能，結(jié)合部分中規(guī)模數(shù)字電路，實現(xiàn)測量中的功能手動切換。各項實測表明，設(shè)計原理正確合理，指標(biāo)符合設(shè)計要求。該方案的特點是硬件電路簡單，但工作速度低，精度差，難以達(dá)到設(shè)計要求，而且不能測量周期與峰峰值。該方案集成度高，但可編程邏輯器件價格較高，在本題中使用，將導(dǎo)致系統(tǒng)性能價格比降低。該方案由于采用單片機(jī)技術(shù)，使其具有智能化的特點，簡化了硬件電路， 提高了測量精度， 同時也能利用軟件對測量誤差進(jìn)行補償，并能方便地對系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展與改進(jìn)。二、 基本測量原理 頻率、周期測量頻率的測量按照頻率的定義進(jìn)行：在某個已知的標(biāo)準(zhǔn)時間間隔T（如1s）內(nèi)，測出被測信號重復(fù)的次數(shù)N，f=N/T就是信號頻率。有信號輸入時測量電路對信號進(jìn)行整形，再進(jìn)入定時器1進(jìn)行計數(shù)。 測量電路在檢測到有脈沖的下降沿時打開計數(shù)器計數(shù)，再一次檢測到下降沿時關(guān)閉計數(shù)器，所測周期為，其中N為計數(shù)值，fs 為計數(shù)器的工作頻率。通過ADC0809芯片將各時間段的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，然后用軟件將其保存，再利用單片機(jī)的運算功能找出這一系列數(shù)中的最大值和最小值，相減便得到峰峰值。三、 系統(tǒng)設(shè)計㈠ 硬件部分設(shè)計電路原理圖如下單片機(jī)很難直接對正弦信號進(jìn)行頻率的測量，當(dāng)正弦波和方波在同一輸入端時就更難直接測量，其周期也無法直接測量，因而使用整形電路把正弦波變成占空比為50%，頻率不變的方波，便可進(jìn)行頻率和周期的測量。進(jìn)入單片機(jī)后可識別是否是正弦波.電路原理圖如下： ADC0809芯片構(gòu)成采樣保持集成電路由。4電平轉(zhuǎn)換電路其電路原理圖如下；電平轉(zhuǎn)換電路由MAX232芯片及電容構(gòu)成，用于把計算機(jī)的RS
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