基于单片机的低频数字相位测量仪的设计
[09-12 18:12:55] 来源:http://www.88dzw.com 单片机学习 阅读:8146次
文章摘要: 1系统工作原理 本设计以89C52单片机和可编程逻辑器件(CPLD)为核心,构成低频信号频率相位测量仪。该仪器具有移相、频率和相位测量2大功能。移相电路由移相网络和信号放大电路组成,对固定频率信号(100 Hz,1 kHz,10 kHz)可满足-45~+45的相移要求;频率、相位测量电路由阻抗变换电路、整形电路、分频电路、计数器电路、锁存器、数据处理和显示电路等组成,可对10 Hz~20 kHz信号进行频率和相位测量。单片机系统是整个硬件系统的核心,他既是协调整机工作的控制器,又是数据处理器,并完成对最终显示的控制。 1) 单片机89C52(内部带8 kB FLA
基于单片机的低频数字相位测量仪的设计,标签:单片机开发,单片机原理,单片机教程,http://www.88dzw.com1 系统工作原理
本设计以89C52单片机和可编程逻辑器件(CPLD)为核心,构成低频信号频率相位测量仪。该仪器具有移相、频率和相位测量2大功能。移相电路由移相网络和信号放大电路组成,对固定频率信号(100 Hz,1 kHz,10 kHz)可满足-45~+45的相移要求;频率、相位测量电路由阻抗变换电路、整形电路、分频电路、计数器电路、锁存器、数据处理和显示电路等组成,可对10 Hz~20 kHz信号进行频率和相位测量。单片机系统是整个硬件系统的核心,他既是协调整机工作的控制器,又是数据处理器,并完成对最终显示的控制。
1) 单片机89C52(内部带8 kB FLASH ROM)、地址锁存器74LS573和数据存储器6264(内部 RAM为8 kB)构成的[4]。
2) 数据处理主要是正确判断
3) 由控制面板、显示接口芯片8279构成显示电路。
2 精度分析
本设计要求相位测量精度绝对误差≤1°,因此,在所测信号一个周期中,只有计数数值超过360次时才能达到要求。对于被测信号频率为20 kHz时,其周期为50 μs,在50 μs内计数值为360次,由此可计算出时间基准信号的频率为20 kHz×360=7.2 MHz,所以采用8 MH z晶振作为时基信号源,完全可以满足精度要求[5]。
3 测频、测相的实现
测频、测相电路是本次设计的主要内容,此部分采用可编程逻辑器件(CPLD)完成,由单片 机控制。单片机的汇编程序就是按照CPLD的设计原理而编写的[6,7]。
CPLD电路描述:首先经过扫描P11控制74257(2选1)电路,选择测频还是测相,如果为高 电平则测频,利用单片机产生10次中断产生的秒信号,即在1s中信号的脉冲数,其中计数器是由6个74193搭成的24位计数器,经锁存器锁存,等待单片机读出;如果为低电平则测相。测相时先调用了测频的程序但并不显示,而是存起来待用,然后给D触发器清零,否则得到的异或值不同,如图3所示。a′,b′经过异或生成相位信号并发出中断请求,与8 MHz的时基信号相与所产生的脉冲由计数器计数,然后把所计的数送入锁存器锁存,等待单片机读数。
5 结语
本文采用单片机和可编程逻辑器件(CPLD)作为低频数字相位测量仪的核心部分。用89C52进行数据控制、处理,送到显示器显示,硬件结构简单,软件采用汇编语言实现,程序简单可读写性强,效率高。与传统的电路相比,具有处理速度快、稳定性高、性价比高的优点。
信息来源:www.88dzw.com
Tag:单片机学习,单片机开发,单片机原理,单片机教程,单片机学习
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