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1、刘峰基于单片机的相位差测试仪的研究基于8051单片机的相位差测试仪的研究设计摘要提出了一种基于8051单片机开发的低频数字相位差测量仪的设计。系统以单片机8051及计数器，显示管为核心,构成完备的测量系统。可以对1Hz～1000Hz频率范围的信号进行频率、相位等参数的精确测量,测相绝对误差不大于1°采用数码管显示被测信号的频率、相位差。硬件结构简单,程序简单可读写性强,软件采用汇编语言实现,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；计数器；数码显示管-42-刘峰基于单片机的相位差测试仪的研究Design
2、sofLowfrequencyDigitalPhaseMeasurementBasedonSingleChipAbstractAnewkindoflow-frequencydigitalphasemeasurementinstrumentisresidentedwhichisbasedon8051.Thisisacompletesystemwhosecoreisbasedonsinglechip8051andarithmometerandcharactron.Itmaymeasurethefrequencyandphaseofthesignalwhichb
3、eginfrom1Hzto1000Hz,absoluteerrorisnotmorethan1°Thedataaredisplayedonnumeraldisplayer.Hardwarestructureissimpleandsoftwareisrealizedbycompilinglanguage.Comparedwithtraditionalcircuit,ithasmanyadvantagesoffasterprocessingspeed,goodstabilityandhighratiobetweenpropertyandprice.Keywor
4、d:phasedifference；single-chipcomputer；.Arithmometer；charactrontube-42-刘峰基于单片机的相位差测试仪的研究目录第一章绪论31.1背景介绍31.2本设计的内容要求及方法4第二章小信号处理的构成及基本原理42.1 信号处理模块52.2.1数字式相位测量仪52.2.2.移相网络62.2.3信号发生器72.3方案细化82.3.1、数字式相位测量仪82.3.2信号发生器92.4原理图分析及各参数设置10第三章计数部分的构成和原理113.1测相部分113.1.1测相原理113.1.2电路结构123.2
5、测频部分123.2.1测频原理123.2.2电路结构133.3程序编写163.4输出显示部分18第四章模拟仿真及结论204.1仿真工具的选择204.2电路仿真操作步骤204.3仿真波形分析21第五章原理误差分析235.1小信号部分的误差23-42-刘峰基于单片机的相位差测试仪的研究5.2频率测量模块的误差235.3相位测量模块的误差23附录25设计回顾，收获及心得体会30感谢辞31参考文献32-42-刘峰基于单片机的相位差测试仪的研究第一章绪论1.1背景介绍在实际工作中，经常会遇到需要检测两个信号之间的相位差，这也是研究网络相频特性中不可缺少的重要方面。在
6、某些领域，精确地测量两个信号之间的相位差，具有很重要的意义。相位检测和数据判决技术是电力系统自动控制和谐波分析与控制的关键技术，相位差的测量是研究网络相频特性中不可缺少的重要方面,例如在电工仪表、同步检测的数据处理以及电工实验中，常常需要测量两列同频信号的相位差。当电力系统中电网并网合闸时，要求两电网的电信号之间的相位相同，这就需要精确测量两列工频信号的相位差。传统的测量方法很多,有示波器测量法、转化为时间间隔法、电压测量法、零示法等。有的相位计随着频率的变化其误差呈规律性变化，当工作频率变化较大时，其误差的变化远远超出了允许的范围随集成电路技术的发展,单
7、片CPU的普及,用单片机组成的数字相位测量电路具有精度高、成本低的优点,日益受到人们的重视。目前数字相位测量电路常采用过零比较法,此法受信号频率、时钟频率影响较大,在干扰较强时检测的准确度不够高。1.2本设计的内容要求及方法本次设计的要求是基于单片机设计出能够测试出两同频信号的相位差，并且具有可调移相电路，该系统完成后将使被测电压，频率，相位信号幅值范围分别为1mV～220V，1HZ～1000HZ，被测信号差范围0～360°测量误差小于1°。该系统分为小信号部分，测试处理部分和显示部分。本文介绍的检测方法不受信号频率的影响,准确度、稳定度好于过零比较法。-
8、42-刘峰基于单片机的相位差测试仪的研究第二章小信号处理的构成及基
