智能儀器頻率測試儀設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-05-13 01:20本頁面
【正文】 輸入信號(hào)的相位差所對應(yīng)的時(shí)間差t分別轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，供STC單片機(jī)讀取使用。待測信號(hào)待測信號(hào)2經(jīng)整形電路處理后，變?yōu)榫匦尾ǎ环亮钇錇锳、B，可以認(rèn)為A、B為兩個(gè)同頻率的有相位差的矩形波。（1）頻率的測量。設(shè)時(shí)標(biāo)信號(hào)的頻率為f，時(shí)標(biāo)信號(hào)周期為T，對信號(hào)A二分頻都得信號(hào)高平寬度就是信號(hào)周期T，此高電平寬度作為閘門的控制信號(hào)，控制計(jì)數(shù)器在T時(shí)間內(nèi)對f進(jìn)行計(jì)數(shù)，則有N/F=T，被測信號(hào)的頻率為:f=1/T=f/N上式中N計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，當(dāng)f一定時(shí)，它的大小表示信號(hào)頻率的大小。對相位差的測量跟頻率測量的方法類似，不過閘門控制信號(hào)為AB的高電平寬度，則有:N/f=T（3）f的確定及其FPGA的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)的確定。綜上所述，并且考慮系統(tǒng)的方案可行性和成本等各種因素，本設(shè)計(jì)采用方案一作為最終的方案。輸入正弦波通過741發(fā)生移相，使得相位滯后原初始信號(hào)，原來的正弦信號(hào)和發(fā)生移相后的信號(hào)分別經(jīng)過LM324放大整形成矩形波形式，再將整形后的信號(hào)引入單片機(jī)的計(jì)數(shù)引腳，原正弦波接至T0，移相信號(hào)接至T1和INT1。T的確定，由單片機(jī)產(chǎn)生高頻率的時(shí)鐘信號(hào)，,對輸入信號(hào)進(jìn)行掃描，即與輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算。將參考信號(hào)整形為方波信號(hào)，并以此信號(hào)為基準(zhǔn)，延時(shí)產(chǎn)生另一個(gè)同頻的方波信號(hào)，再通過波形變換電路將方波信號(hào)還原成正弦波信號(hào)。這種處理方式的實(shí)質(zhì)是將延時(shí)的時(shí)間映射為信號(hào)間的相位值。再通過之前測得頻率的倒數(shù)除以2得到它們時(shí)間差t，由:360176。當(dāng)LE2為高電平，即時(shí)，LED位鎖存器工作，當(dāng)時(shí)序由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)即發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，將位選信號(hào)鎖存，再經(jīng)過ULN2803進(jìn)行位選。(a)。（b） 顯示模塊電路圖。通過74HC138譯碼器，將A,B,C3路信號(hào)譯碼，,所得信號(hào)CS3,CS4與信號(hào)相或非來控制鎖存器的工作情況，,。 電源輸入模塊電路圖 這部分電路由USB連接器，電源輸入組成，為系統(tǒng)提供可靠穩(wěn)定的電源。在移相整形部分（），R3 、R R13 、R1 R18采用10KΩ電阻，R4用100Ω電阻，R7 、R16用510Ω電阻，RR10用30KΩ電阻。 74HC573的介紹74HC573為八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器 ，是高性能硅門 CMOS器件。當(dāng)鎖存使能端為高時(shí)，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（即輸出同步）。其特點(diǎn)有：（1）輸出能直接接到CMOS，NMOS和 TTL接口上 ；（2）操作電壓范圍：~ （3）低輸入電流： （4）CMOS器件的高噪聲抵抗特性 。 74HC573功能表X:任意變量 Z:高阻抗 ＋額定功率的下降——PDIP：－10mW/℃ ，65℃～125℃ SOIC：－7 mW/℃ ，65℃～125℃ 。 74HC573推薦操作條件表這個(gè)器件帶有保護(hù)電路，以免被高的靜態(tài)電壓或電場損壞。VIN和VOUT應(yīng)該被約束在GND≤（VIN或VOUT）≤VCC。通常 RS232 接口以9個(gè)引腳 (DB9) 或是25個(gè)引腳 (DB25) 的型態(tài)出現(xiàn)，一般個(gè)人計(jì)算機(jī)上會(huì)有兩組 RS232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。 (1)在TxD和RxD上： (2)邏輯1(MARK)=3V～15V (3)邏輯0(SPACE)=+3～+15V (4)在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上： (5)信號(hào)有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V (6)信號(hào)無效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓)=3V～15V各個(gè)單元模塊連接的具體關(guān)系參見附錄1。主程序鍵盤掃描數(shù)據(jù)處理頻率及相位顯示 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)圖。初始化判斷有鍵鍵盤掃描Y處理按鍵的鍵值顯示測相測頻鍵值N0XFEH0XFDH。判斷鍵值0XFE0XFD初始化T0,開啟TR0,EA調(diào)用延時(shí)函數(shù)延時(shí)一秒關(guān)閉TR0提取出TH0, TL0 返回主程序初始化T1，開啟TR1INT1=1時(shí)T1開始工作INT1=0時(shí)，TR1=0提取出TL1數(shù)據(jù)處理程序開始根據(jù)所得數(shù)值查表找到相應(yīng)段碼調(diào)用延時(shí)函數(shù)送入位碼調(diào)用延時(shí)函數(shù)返回主程序顯示程序開始 5 系統(tǒng)調(diào)試 Proteus軟件仿真 Proteus仿真總圖Proteus仿真結(jié)果總圖見附錄2 Proteus仿真的元件參數(shù)。我們運(yùn)用的軟件仿真平臺(tái)式Proteus的ISIS仿真工具。 在進(jìn)行軟件調(diào)試的時(shí)候，特別是對移相及整形電路進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候，為了看它的時(shí)序是否符合技術(shù)資料上的時(shí)序要求，最好單步進(jìn)行調(diào)試。通過KEIL C和Proteus （及以上版本），可以通過驅(qū)動(dòng)讓Proteus和KEIL C聯(lián)合調(diào)試，并通過ISIS的數(shù)字示波器實(shí)時(shí)監(jiān)視單總線的時(shí)序。 頻率及相位測試儀部分的仿真連接圖6系統(tǒng)功能指標(biāo)參數(shù)本系統(tǒng)可完成對信號(hào)頻率的頻率測量和相位差測量。到360176。通過與現(xiàn)實(shí)溫度的對比，可以粗略的測得該設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，從而對比該設(shè)計(jì)的指標(biāo)。通過與現(xiàn)實(shí)頻率相位的
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