本科毕业设计---基于stm32的低频数字相位测量仪.doc

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1、基于stm32的低频相位测量仪设计授课学期2014学年至2015学年第一学期学院电子工程学院专业电子信息工程学号201112701058201112701042201112701027201112701044201112701074姓名罗春华何振华李智灵吴诗凤凌琼娜任课教师秦兴盛交稿日期2014/11/7成绩阅读教师签名日期广西师范大学学工部（处）制25基于stm32的低频相位测量仪设计基于stm32的低频相位测量仪设计摘要：本设计提出了一种基于stm32f103rbt6单片机开发的低频数字相位测量仪的方案。主要包括相位测量模块、单片机最小系统、显示模块的设计。可以对低频率范围的信号进行

2、相位等参数的精确测量，测相绝对误差不大于4°。相位测量模块采用对输入的两路信号（同频率、不同相位）通过比较器整形、鉴相器异或之后得到的相位差，输入到单片机的中断口进行数据采集处理；采用LCD1602显示被测信号的相位差。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。与传统的电路系统相比，其有处理速度快、稳定性高、性价比高的优点。关键词相位差单片机低频误差25基于stm32的低频相位测量仪设计THEDESIGNOFLOW-FREQUENCYPHASE-MEASURINGINSTRUMENTHARDWARECIRCUITABSTRACTThedesignofthislow-

3、frequencydigitalphasemeasurementprogrambasedonstm32f103rbt6.Itincludephasemeasurementmodules,thesmallestsingle-chipsystems,displaymodule,powermoduledesign.Itcanmakeprecisionmeasurementoflow-frequencyrangephaseofthesignalparameters,measurementofabsoluteerrornogreaterthan1.Phasemeasurementmodulesus

4、etwoinputsignals(Thesamefrequencyanddifferentphase)ThroughthecomparatorshapingXORphasedetectorofthephase,Tothemicrocontrollerinterruptinputportfordataacquisitionandprocessing.WechooseLCDtodisplaythemeasuredphasedifferencesignal.Thehardwarestructureissimple,softwarerealizationisshownbyassemblylang

5、uage.Theprogramcanbereadandwrittensimplyandstronglyandhighefficiency.Comparedwiththetraditionalcircuitsystem,ithastheadvantagesoffasterprocessingspeed,highstability,cost-effective.KEYWORDSPhaseMCULow-frequencyErroneous25基于stm32的低频相位测量仪设计目　　录1绪论11.1选题意义11.2课题研究内容22方案选择22.1设计方案论证22.2相位差测量方案选择33系统原理

6、43.1原理框图43.2相位差的测量53.3MCU测量时间差及周期54系统硬件电路设计64.1相位测量模块设计74.1.1输入电路设计74.1.2鉴相器94.1.3相位测量电路设计104.2STM32最小系统设计144.2.1AT89C51的特性分析164.2.2时钟和启动174.2.3复位电路184.3显示模块设计195软件设计20结束语23参考文献24附录2525基于stm32的低频相位测量仪设计1　绪论近年来，随着科学技术的迅速发展，相位测量技术也广泛应用于国防、科研、生产等各个领域，很多测量仪逐渐向“智能仪器”和“自动测试系统”发展，这使得仪器的功能丰富而使用简单。对相位测量的要

7、求也逐步向高精度、高智能化方向发展，在低频范围内，相位测量在电力、机械等部门有着尤其重要的意义[1]。对于低频相位的测量，用传统的模拟指针式仪表显然不能够满足所需的精度要求，随着电子技术以及微机技术的发展，数字式仪表因其高精度的测量分辨率以及高度的智能化、直观化的特点得到越来越广泛的应用。同时，数字式相位测量仪在工业领域中也是经常用到的通用测量工具。在电力系统中电网并网合闸时，要求两电网的电信号相同，这就要求精度的测量两工频信号之间