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(基于单片机简易信号测量仪的设计) (基于单片机简易信号测量仪的设计)

格式:word 上传:2022-06-25 13:40:30

《(基于单片机简易信号测量仪的设计)》修改意见稿

1、“.....单位为将周期的各位分开输出周期得到峰峰值将峰峰值的各位分开输出峰峰值成立则是方波否则是正弦波将方波的峰峰值转化为有效值标峰峰值测量数据标准输入频率标准峰值本仪器测量值本仪器测量误差误差分析及措施由于硬件的性能不够理想,信号经过器件时会有些无法消除的迟延,这些迟延在高频率下引起的误差就尤为突出,系统使用的边沿触发器,其上升沿时间和其下降沿时间不相等,这信号的脉宽发生了些变化,但这样的误差只能通过用性能更好的器件得到减小。计数脉冲也是精度产生误差的个方面,脉冲的精度直接影响了测量得到的频率,因此,我们在系统的设计时......”

2、“.....因为测量频率范围比较大,因此,只用个档难以达到高的精度,因而可以采用手动换档和不同频段用不同的测量方法来提高精度,减小误差。单片机的计数器对计数脉冲频率最大只支持,扩展支持更高频的计数将能提高测量的精度。五心得体会本次设计让我体味到设计电路过程中的苦与甜。设计是我们将来必需的技能,这次恰恰给我们提供了个应用自己所学知识的机会,从图书馆网上查找资料到理论分析再到最后电路的设计,都对我所学的知识进行了检验。在设计的过程中发现了以前学的数字电路的知识掌握的不牢。同时在设计的过程中,遇到了些以前没有见到过的元件,但是通过查找资料来学习这些元件的功能和使用。最重要的是要熟练地掌握课本上的知识,这样才能对设计中出现的问题进行分析解决......”

3、“.....郭天祥单片机语言教程北京电子工业出版社,田淑清二级教程语言程序设计年版北京高等教育出版社,附简易信号测量仪的语言程序和原理图简易信号测量仪的源程序单片机的头文件测出波形的周期停止定时器将两个位数合成个位数算出波形个周期内计数的个数算出波形低电平时计数的个数算出波形的占空比精确到个位测量信号的电压初始化函数开总中断设定定时器工作方式利用中断产生信号频率,约启动定时器电压转换,将波形周期平分为段......”

4、“.....计数器计数测量频率定时器工作在定时方式,定时器工作在计数方式定时毫秒计数次定时秒启动定时器和计数器计算经过了多少个次时间到停止定时器和计数器被测信号的频率计数器测周期用定时器计时刚到低电平就开启定时器,以保证测量的是个完整的周期测出低电平的时间,以便求出占空比将低电平的计数个数保,实现测量中的功能手动切换。各项实测表明,设计原理正确合理,指标符合设计要求。方案比较及论证方案比较方案系统测频部分采用中小规模数字集成电路,对输入信号作分频整形处理后,再与脉宽的标准信号相与,其输出作为计数脉冲,由计数器计数......”

5、“.....该方案的特点是硬件电路简单,但工作速度低,精度差,难以达到设计要求,而且不能测量周期与峰峰值。方案二系统采用可编程逻辑器件作为信号处理及系统控制核心,完成包括计数显示等系列工作。该方案集成度高,但可编程逻辑器件价格较高,在本题中使用,将导致系统性能价格比降低。方案三系统采用单片机作为控制核心,由于单片机自带计数器的计数频率上限较低,输入时钟的频率通常只能是系统时钟频率的几分之甚至几十分之,因此采用外部计数器对输入信号进行计数,计数值再由单片机读取,单片机只完成运算控制及显示功能。该方案由于采用单片机技术,使其具有智能化的特点,简化了硬件电路,提高了测量精度,同时也能利用软件对测量误差进行补偿......”

6、“.....方案确定分析以上三种方案的优缺点,方案三具有更大的优越性灵活性,因此我们采用方案三作为具体实施的方案。二基本测量原理频率周期测量频率的测量按照频率的定义进行在个已知的标准时间间隔如内,测出被测信号重复的次数,就是信号频率。基本原理框图如图所示图图中起振电路由晶振提供测量的时间基准,经分频后产生准确的时间间隔,作为基准时间去控制计数器。有信号输入时测量电路对信号进行整形,再进入定时器进行计数。若在时间间隔内,计数值为,则被测信号的频率。周期测量测量电路在检测到有脉冲的下降沿时打开计数器计数,再次检测到下降沿时关闭计数器,所测周期为,其中为计数值,为计数器的工作频率......”

7、“.....通过芯片将各时间段的模拟量转化为数字量,然后用软件将其保存,再利用单片机的运算功能找出这系列数中的最大值和最小值,相减便得到峰峰值。再根据方波和正弦波的差异分别求两种波的有效值三系统设计㈠硬件部分设计信号整形电路电路原理图如下被测信号测量电路控制电路显示电路起振电路被测信号峰峰值电压采样保持对电压进行比较运算显示单片机很难直接对正弦信号进行频率的测量,当正弦波和方波在同输入端时就更难直接测量,其周期也无法直接测量,因而使用整形电路把正弦波变成占空比为,频率不变的方波,便可进行频率和周期的测量。图中,正弦信号用四运算放大器和的电压作比较,便可得到同频的方波,用于测量其频率......”

8、“.....显示电路其电路原理图如下显示电路由液晶构成,用于输出测量结果。电平转换电路其电路原理图如下电平转换电路由芯片及电容构成,用于把计算机的电平转化为电平。系统控制电路其电路原理图如下此部分是系统的主要控制部分,要完成信号的数模转换和计数脉冲的分频,及显示数值功能。㈡软件部分设计系统程序流程开始初始化测量峰峰值占空比算出有效值键盘控制测量峰峰值算出有效值检测信号输入是否为方波显示测量频率周期四系统指标测试指标测试频率周期测试用函数信号发生器产生频率范围为的方波信号电平,占空比用标准频率计测出标准频率,再用设计的测量仪测出频率,求出误差......”

9、“.....用标准交流毫伏表测出有效值,通过运算得到标准峰峰值,再用设计的测量仪测出峰峰值,求出误差......”

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