电子设计竞赛报告

-z.电子 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 竞赛 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 设计题目:简易低频数字式相位测量仪的设计专业班级:自动*****姓名:***学号:20104682****联系方式:设计地点:31620指导教师/职称:****竞赛成绩：指导教师：本栏由指导教师根据大纲要求审核后，填报成绩并签名。简易低频数字式相位测量仪的设计摘　要:介绍简易低频数字式相位测量仪系统原理设计、主要计算方法、系统硬件和软件设计、性能测试数据结果.系统是基于相位电压转换与电压频率转换这样一个机理研制而成.实验结果的测试数据说明,该设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 简单可行、新颖实用,有推广应用价值。关键词:混合系统;压频转换;鉴相0　引　言利用锁相环技术组成相位测量仪软硬件调试都比拟麻烦,过零计数式线性插值相位差计通过对时间的计数测量来实现测相差,软件占用CPU时间过多,较高精度难以实现.与以上两种方法不同的相位电压转换式相位差计是一个传统的数字式相位差计,其工作原理为:硬件电路将相位差转换为时间,再将时间转换为电压,通过电压测量实现相位测量.此方法易于实现,但需较大改良:用与非门代替传统的鉴相器,用压频转换器和光电隔离电路代替传统的滤波、平滑电路、运算放大器、A/D转换器.受前边锁相的方法和线性插值方法的启发,综合考虑采用图1所示的用与非门和压频转换的改良电路.本系统的低频相位测量仪是模拟信号和数字信号混合系统,是基于相位电压转换与电压频率转换这样一个机理研制而成.关性的问题是最高测量频率相位差的精度问题,尤其在最高频率是20kHz的时候,到达较高的测量精度比拟难,目前各种测相差的方法都具有局限性,主要是受CPU的工作速度、A/D、D/A的转换速度和有限的位数影响.此方法电路简单,适合波形稳定性不理想的低频电路测量精度要求,信号端和CPU平安隔离.CPU选择AT89C51芯片,人机接口局部选择采用HD7279芯片,HD7279芯片是串行接口8位LED及64键键盘智能控制芯片,可完成显示和键盘接口的全部功能.它内含有译码器,可直接承受BCD码或16进制码,并同时具有2种译码方式.此外,还具有多种控制指令,如消隐、闪烁、左移、右移,段寻址等.HD7279具有片选信号,可方便的实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口.其特点是:串行接口无需外围元件可直接驱动LED,各位独立控制译码ö不译码及消隐和闪烁属性;64键键盘控制器内含去抖动电路;具有段寻址指令,方便控制独立的LED;有(循环)左移(循环)右移指令.单片机可完成动态扫描LCD显示,又节省CPU程序运行的时间.能够很好地实现人机交互.它节省CPU的口资源,实现串行传输.采用字符型LCD、LED同时显示.虽然这种方案不能像点阵式方案可显示汉字,但LCD也可用英文显示较为清晰的提示和数字,配上LED显示完全满足本设计的要求,其软件编程相对于点阵式LCD也简单得多,其价格也比拟合理.用LCD和LED相结合的多变量显示,键盘方面采用矩阵键盘,其程序和硬件实现都容易.1　系统原理设计数字相位测量仪的检测局部如图1所示.相位差测量系统主要由输入通道、相差电压转换的与非门、D触发器扩相识别、UöF转换及光电隔离等组成.数字相位测量仪采用过零触发平均检相、相位电压转换与电压频率转换这样一个原理进展相位测试.被测相角的两个信号各自分别通过一样的电压跟随器,经过限幅放大器形成方波送到与非门进展比相,与非门输出后的直流分量正比于两信号过零的时间差,因此也正比于相位角.与非门只能测量0°～180°相位,180°～360°相位与0°～180°相位同值,是周期性重复.采用D触发器识别技术,准确判断大于等于180°还是小于180°.假设大于等于180°,D触发器输出高电平;假设小于180°,D触发器输出低电平.用口P3.3由程序读入判定.图2画出基准波形和被测波形经脉冲整形后,D触发器以上两种情况的输出波形.从原理上讲,只要时间够,可以实现任意精度要求的相位差的测量,主要原因是把相差变成电压,电压再变成频率信号的过程不受信号采集有限位数的限制,仅仅是频率采集时间进展延长就可以解决问题,如果16位的记数器精度不够,还可以扩展为32位、64位或更多,在最高频率下,使测量相位差的精度到达0.001乃至更小.该系统共有两个对称的输入通道,其电路完全一样,其中每一通道均包含直接耦合的电压跟随器、电压比拟器.同时将输入信号波形从顶部和底部切掉同样的数量,得到非常对称而且准确的方波.电压跟随器主要功能是提高输入阻抗,电压比拟器和电平转换变正弦波为方波并限定输出幅度不超过5V电平.由通道输出信号经相应的整形,输出为前后沿较小的方波再送至与非门和压频转换电路.检相的与非门输出的脉冲宽度信号,进入压频转换局部变成频率数字量送至单片机的记数器,由四位数码管显示出相位差.图1　用与非门和压频转换电路改良的数字相位差测量仪原理图图2　脉冲整形后的基准波形、被测波形和D触发器的输出波形2　主要公式推导和计算2.1　将相位差W*转换为脉宽T*的电压方波当具有相位差W*的两个信号u1(t)和u2(t)分别通过两个一样的电压跟随器、脉冲比拟器整形后变为方波UA1和UA2.然后分别经过电平转换电路,得到两个对应被测信号过零瞬间的脉冲UB1与UB2.与非电路被这两组脉冲上沿所触发,并产生对应这两个过零瞬间相位差的方脉冲Ug,方波宽度为T*.将T*转换为U0脉宽为T*的方波Ug经滤波网络取平均值,假设滤波时间常数足够大,在电路稳定后有(1)式中,Ug为滤波器输入,即鉴相器输出的方脉冲;T为信号周期;U0为滤波器输出直流电压，将式(1)代入式W*=T*/T×360°得：W*=U0/Ug×360°(2)由此可见,只要与非电路输出方波脉冲Ug幅度足够稳定不变,则相位差W*正比于直流输出电压U0,再经UöF转换器,使相位差为360°时对应输出最高频率,从而可以直接按度数刻度。2.2　用线性插值计算非 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 精细点的相位差通过标准点的相位差实现对非标准精细点的相位差计算.被测相位差W*的两个同频信号u1(t)、u2(t)分别从数据采集板的两个指定通道进入,并分别采样后变为时间序列u1(n)、u2(n),n=1,2,…,用软件进展线性插值,由标准点序列值求非标准精细点值.信号u1(t)连续三个为tZ11,tZ12,tZ13;信号,u2(t)连续三个为tZ21,tZ22,tZ23信号,信号周期T的计算确定为(3)式中tZ13,tZ11为信号u1(t)的第3、第1个过零点;tZ23,tZ21为信号u2(t)的第3、第1个过零点。时间差T*的计算为：(4)相位差为：(5)3　硬件设计低频相位测量仪是模拟信号和数字信号混合系统,关键性的问题是最高测量频率相位差的精度问题.硬件设计要求和具有新颖、简单、实用的特点,采用的方法是用与非门和D触发器识别技术代替传统的鉴相器,用压频转换器和光电隔离电路代替传统的滤波、平滑、运放、AöD转换电路.电路原理具有实现任意精度要求的可行性,只要串行计数时间延长,不受信号采集有限位数的限制.实验结果的测试数据说明,该设计方案是正确的,到达和超过了主要技术指标要求.系统具有量程自动切换、语音提示、输入信号和CPU光电隔离、LED与LCD同时多变量显示、对数据的滤波和线性化处理、对输入信号的抗扰和稳零、系统测量自检等特点.系统如图3所示,由-45°～+45°RC移相电路、信号源、相位测量电路、光电隔离、8位LED和4320LCD显示、434阵列式小键盘、语音提示电路、自校验电路、CPU、电源等局部组成.图3　低频相位测量仪系统硬件图构成低频相位测量仪压频转换线路图如图4所示.为了保护用户输入的数据,需要增加掉电保护措施.采用蓄电池对存有数据的SRAM进展持续供电.此方案实现简单,用于保护直接存放数据的SRAM,使其在关机或意外掉电后能够马上恢复上次输入的数据.图4　压频转换线路图4　系统软件设计低频相位测量仪系统主要软件如图5所示：图5　低频相位测量仪系统流程图5　性能测试数据结果表1　幅频特性测试结果表2　相频特性测试结果6　结　语本系统采用的方法是用与非门和D触发器识别技术代替传统的鉴相器,用压频转换器和电隔离电路代替传统的滤波、平滑、运放、A/D转换电路.电路原理具有实现任意精度要求的可行性,只要串行计数时间延长,不受信号采集有限位数的限制.系统具有量程自动换、输入信号和CPU光电隔离、LED与LCD同时多变量显示、对数据的滤波和线性化处理、对输入信号的抗扰和稳零、系统测量自检等特点.实验结果的测试数据说明,该设计方案简单可行、新颖实用,有推广应用价值.参考文献:[1]　徐成,*彦,李仁发.一种全同步数字频率测量方法的研究[J].电子技术应用,2004。[2]　陈硕,吴娜,余吉.低频数字式相位测量仪[J].电子世界,2004。[3]　*俊谟.单片机中级 教程 人力资源管理pdf成真迷上我教程下载西门子数控教程protel99se入门教程fi6130z安装使用教程 [M].:航空航天大学,2002.[4]　杨宁.微机控制技术[J].:高等教育,2001.[5]　徐爱均,彭秀华.单片机高级语言C51Windows环境编程与应用[M].:电子工业,2001.[6]　房小翠,王金风.单片机实用系统设计技术[M].:国防工业,1999.