基于单片机简易信号测量仪毕业设计报告1

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1、目录摘要---------------------------------------------3第一章方案比较及论证--------------------------------31.1方案比较---------------------------------31.2方案确定---------------------------------3第二章基本测量原理-------------------------------32.1频率、周期测量---------------------------32.2峰峰值测量-----------------------------

2、--4第三章系统设计-----------------------------------43.1.1信号整形电路---------------------------43.1.2峰峰值测量电路-------------------------53.1.3显示电路-------------------------------53.1.4电平转换电路---------------------------53.1.5系统控制电路---------------------------53.2.1系统程序流程---------------------------6第四章系统指标测试-

3、------------------------------74.1指标测试---------------------------------74.2设计与测试使用的仪器---------------------74.3测试数据---------------------------------74.4误差分析及措施---------------------------8第五章心得体会-----------------------------------9第六章参考文献---------------------------------10摘要本系统以AT89S52单片机为核心设

4、计了一种用于测量频率、周期、峰峰值、有效值的简易信号测量仪，其中还可分辩正弦波与方波，利用单片机的数学运算和控制功能，结合部分中规模数字电路，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。一、方案比较及论证1、方案比较方案一：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1s脉宽的标准信号相与，其输出作为计数脉冲，由计数器计数，然后锁存、译码输出到数码管显示。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、

5、显示等一系列工作。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MCS-51单片机AT89S52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一甚至几十分之一，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，并能方便地对系统进行功能扩展与改进。2、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

6、此我们采用方案三作为具体实施的方案。二、基本测量原理1、频率、周期测量频率的测量按照频率的定义进行：在某个已知的标准时间间隔T（如1s）内，测出被测信号重复的次数N，f=N/T就是信号频率。基本原理框图如图1所示控制电路显示电路被测信号测量电路起振电路图1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T，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1进行计数。若在时间间隔T内，计数值为N，则被测信号的频率f=N/T。2.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，再一次检测到下降沿时关闭计数器，所测周期为，其中N为计

7、数值，fs为计数器的工作频率。3.峰峰值测量测量正弦信号峰峰值的原理框图如下图所示对电压进行比较运算峰峰值电压采样保持显示被测信号峰峰值电压采样保持电路由ADC0809芯片构成。通过ADC0809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一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出两种波的有效值。。一、系统设计㈠硬件部分设计1.信号整形电路电路原理图如下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一输入端时就更难直