基于单片机的电压频率监测系统设计毕业设计

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1、基于单片机的电压频率监测系统设计目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1问题的提出11.2设计的意义11.3设计的主要内容1第二章系统概述32.1电压/频率的测量方法32.1.1频率的测量原理32.1.1.1周期测量法42.1.1.2直接测频法72.1.2电压测量方法102.1.2.1A/D转换法102.1.2.2V/F转换法142.2方案选择162.3系统框图17第三章系统硬件电路的设计173.1单片机处理控制电路183.2频率信号预处理电路203.2.1小信号放大电路203.2.2整形电路213.4A/D转换电路22

2、3.5复位电路部分263.6晶振电路部分283.7LCD显示电路293.7.1LCD选型293.7.2接口说明303.7.3指令描述313.7.4接口时序说明333.8电源电路的设计353.9串口通信电路37第四章系统控制软件设计414.1系统软件框图414.2频率测量子流程图424.3A/D转换子流程图444.4显示子程序454.5延时子程序46第五章误差分析475.1±1误差475.2时基误差475.3周期测量法的误差485.4多周期同步法的误差485.5进一步提高频率测量精度的方案49参考文献51中英文翻译52总结体会53

3、致谢55附录56图目录图2.1AT89C52定时/计数器基本组成3图2.2测周法测量频率时序图4图2.3周期测量法流程图5图2.4多周期同步法测频原理图6图2.5同步法测量频率时序图6图2.6多周期同步测量法的流程图7图2.7直接测频率测频原理图8图2.8计数法设计软件流程图8图2.9直接测频法原理框图9图2.10三位并行A/D转换器原理图10图2.11逐次逼近型A/D转换器的工作原理图12图2.12双积分型AD转换器的框图13图2.13双积分AD转换器波形图14图2.14施密特触发器型压控振荡器的原理性电路和电压波形15图2.

4、15电容交叉充、放电型压控振荡器的原理图15图2.16LM331的电路结构框图16图2.17电压、频率检测系统框图17图3.1AT89C52单片机引脚图19图3.2频率信号预处理电路21图3.3降压电路22图3.4小信号放大电路22图3.5整形电路23图3.6施密特触发器对波形整形的原理图23图3.7ADC0809芯片管脚图24图3.8ADC0809内部结构图25图3.9X25045引脚图27图3.10X25045看门狗电路硬件连接图28图3.11晶振电路29图3.12显示电路29图3.13LCD管脚图30图3.14读操作时序3

5、3图3.15写操作时序34图3.16直流稳压电源基本组成框图35图3.17常见整流滤波电路36图3.18电源电路36图3.19串口通信电路37图3.20九针串口引脚功能图38图3.21MAX232的引脚图39图4.1系统总流程图41图4.2频率测量子流程图43图4.3A/D转换子流程图44图4.4显示流程图46图5.1原理波形图49图5.2量化时延原理50表目录表2.1并行比较型AD转换器的输入输出关系11表3.1P3口的第二功能20表3.2X25045指令及其含义28表3.3X25045状态寄存器28表3.4LCD接口说明表3

6、0表3.5RAM地址映像表32表3.5LCD接口时序表34表3.6RS-232C接口信号表38表5.1相对误差49摘要随着信息化、数字化在各行各业的迅猛发展，工业系统中的信息化、数字化也将成为未来的发展趋势。尤其在狭小的空间操作时，经常要面对功能众多、大小不等、量程各异的仪表盘，这些仪表盘不仅占用空间，而且不够直观，容易造成工作人员的误操作或反应滞后，给操作带来不必要的麻烦。因此利用交流电频率、电压测量的技术，设计出电压频率监测系统，可以简化系统的操作空间，提高工作效。本设计以单片机AT89C52为核心，结合外围信号放大、整形电

7、路,通过对输出波形的计数和对模拟电压的采样、量化得到交流电频率和电压的数字量，将所得数据通过串行接口发送到上位机进行直观显示，很好的实现了对系统电压频率的监测。设计结构简单、测量误差小，具有很高的实用价值。关键词：单片机；频率；电压；采样；AT89C52；AD0809；AbstractWithdigitalinformatizationintherapiddevelopmentofallwalksoflife,industrialsystemofinformatization,digitalwillalsobecomethefu

8、turetrendofdevelopment.Especiallyinthenarrowspacewhenoperating,oftenfacemanyfunctions,sizes,differentrangeinstrumentpanel.Theseinst