低频交流信号测量系统

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1、低频交流信号测量系统目录摘要：1关键词：11系统设计11.1设计思路11.2方案论证与选择11.2.1主控芯片的选择与论证11.2.2信号放大部分的选择与论证11.2.3整形部分电路的选择与论证21.2.4A/D转换方案选择与论证21.3系统整体框图22系统硬件电路设计32.1主控电路部分32.2整形部分32.3放大部分42.4显示部分53系统软件设计54系统的测试和误差分析64.1系统硬件调试64.2系统软件调试64.3系统整体测试64.4系统测试仪器64.5系统测量和误差分析74.6数据测量与分析74.7误差分析75参考文献8附录8附录18附录299低频交

2、流信号测量系统摘要：本设计以C8051F020单片机为核心控制芯片，由信号发生器输出被测信号，一路信号经过放大器后，再由单片机处理是否转换档位。然后由C8051自带的12位ADC测量电压最大值，经过单片机处理，算出峰峰值。另一路经过TLV3501进行整形后，由单片机测量此信号频率，当频率大于200kHz时，转换档位进行分频测量。当频率小于200kHz时，直接测量被测信号频率。然后由单片机控制LCD-12864显示出被测信号的频率、峰峰值和波形。关键词：C8051F020放大器整形分频ADCAbstract:ThedesignwithC8051F020SCMas

3、thecorecontrolchip,wasfirstmeasuredsignalinputtothesignalgeneratorcircuitdesignbymanualshift,adjustthemeasuredsignalmeasurementrangesothatmoreaccuratemeasureofthemeasuredsignalfrequency,whenmeasuredsignalvoltagerangeis1Vto10V,astheOPA2228voltagemeasurementrangeisthebiggest2.5V,sosig

4、nalattenuationcircuitwouldbepassing,andthensentintoMCUADCmeasureofthemeasuredsignalvoltage,andafterTLV3501isshapedbytherelayforprogram,aftertreatment,whenthefrequencyshiftlessthan200KHz/sdirectlytotheMCUisprocessingthefinalfrequency,whenfrequencymorethan200KHz/sneedthroughtheCD4518s

5、plitfrequencyprocessingandthensenttothemicrocontrollergettestedfrequencyofthesignal,andthenthesingle-chipcomputercontrolinLCD1602testedshowedonthefrequencyofthesignalandwaveform.Keyword:C8051F020plasticsurgerytoenlargepointsfrequency9低频交流信号测量系统1系统设计1.1设计思路低频交流信号测量系统最后要测的是输入信号的频率和峰峰值

6、，为了更精确的测量被测信号，首先将输入信号进行放大或衰减，然后送往单片机进行峰峰值的测量，另外频率的测量可以在放大后进行整形然后进行程控换挡，然后经单片机A/D转换处理通过液晶显示屏可以看到被测信号的频率和峰峰值。1.2方案论证与选择1.2.1主控芯片的选择与论证方案一：使用普遍的AT系列单片机，优点是便宜，易于操作，但是处理速度慢。方案二：采用C8051F020，C8051F020处理速度快，自带有12位ADC转换器，外部集成度高，抗干扰能力强，从而能够提高精度。综合考虑选择方案二。1.2.2信号放大部分的选择与论证方案一：采用TI公司芯片OPA2228，该

7、系列芯片噪音低、宽带宽、精度高、转换速度快、失调电压小，放大倍数可任意调节。方案二：采用集成运放芯片OP07对电压信号进行放大处理，选择不同的阻值就可以得到不同的放大倍数，但是这种放大处理转换速度慢，精度低。综合考虑选择方案一。9低频交流信号测量系统1.2.3整形部分电路的选择与论证方案一：为了避免过零点多次触发的现象，使用施密特触发器组成的整形电路。施密特触发器在单门限电压比较器的基础上引入了正反馈网络。由于正反馈的作用，它的门限电压随着输出电压叽的变化而改变，因此提高了抗干扰能力。本系统中我们使用两个施密特触发器对两路信号进行整形，比较器LM393连接成施

8、密特触发器，为了保证输入电路对相位差测