毕业设计论文《低频数字式相位测量仪》Word下载.docx
《毕业设计论文《低频数字式相位测量仪》Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文《低频数字式相位测量仪》Word下载.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2移相电路：
根据题目的要求，要实现相移在-45度---+45度的调节，而提高部分要求移相在0—359度之间，且可实现步进1度要求。
采用高精度的延时电路或移相电路，虽可实现数控和步进，但由于成本高，调节较困难，不易实现，我们采用了简单的RC移相电路，比较容易的实现了相移的连续调节。
节省了制作成本，且达到了题目的基本要求。
此电路的基本原理
：
图一 图二
其中图一是无源RC滞后网络，其传递函数为：
h（jw）=1/（1+jwrc）,相移角=arctan2*3。
14*r*c,图二为无源RC超前网络。
其传递函数为：
h（jw）=1/（1-j1/wrc）,相移角=arctan（1/（2*3.14*r*c）.
它们的相频特征曲线为
本设计使用的电路图：
ewb的仿真波形：
按照相移与F,R,C的关系式，在滞后电路中取相移角为：
45o，有tanA=2*3.14*r*c*f=1,当f=20hz时，r*c=0.008,当f=20khz时，r*c=0.000008,从而取r=4.7千欧c=1微法。
在超前网络中，取相移为45o，有tanB=1/（2*3.14*r*c*f）.当f=20hz时，r*c=0.008,当f=20khz时r*c=0.000008,从而取r=4.7kΩ,c=1μF这样，相移可达+60o--60o
3'
相位测量及显示电路：
本部分电路不采用相敏整流法，避免了模拟电路得不好控制，不易数字化的缺点，而是采用单片机89c52，利用高频计数器cd4040和逻辑电路来实现的相位测量。
这部分的电路图是
工作原理：
由于这部分的输入是有相移的两路正弦信号，而要实现其数字化，所以要把正弦信号转化成方波信号，其电路如下：
output输出的波形为
output输出的波形再与固定的晶振脉冲相与非产生新的脉冲信号，作为CD4040的CP脉冲，计算脉冲个数。
CD4040工作方式：
当RST脚为“0”时，计数器开始计数，CLK脚为脉冲输入端；
当RST脚为“+1”时，计数器的各脚清零。
所以在output脚输出的信号的一个周期内，计数器计数一次。
为扩大测量的相移差的范围，采用两片CD4040.达到24位的要求。
计算参数如下：
设晶振的周期为Ts,两个正弦波变换成方波后的周期为To,output输出的信号的低电平的时间为T,则对应的相移对应的时间为To/2-T;
CD4040计数的数值为N.则T=N*Ts,则T'
=To-N*Ts;
得相移对应的晶振个数N'
=（To-N*Ts）/Ts;
每个晶振个数对应一定的相移：
A0
则总的相移：
A0*N'
在一个周期内，测得的计数脉冲的个数通过8255传给单片机89c52,进行计算，从而达到通过软件达到现视的目的。
此设计通过8279达到显示管的驱动。
四系统软件设计：
1系统软件工作流程图
测量及显示程序流程图：
2）信号产生程序流程图：
2，主要程序:
见附页
五测试指标：
1测试仪器：
示波器：
HitachiV-1060
频率计：
SAMPOCN3165
万用表：
DT9202
本设计能达到的技术指标：
1）相位测量：
（a）频率范围：
10HZ---100HZ.（b）相位测量仪的输入阻抗〉=100千欧。
（c）允许两路输入正弦信号的峰峰值可在0.5v---5vf范围内变化。
（d）相位测量绝对误差<
=2度。
（e）具有频率测量及数字显示功能.（f）相位差数字显示：
相位读数为0o~359.9o，分辨力为0.1°
2）移相网络:
（a）输入频率范围:
20KHZ—200KHZ（b）连续相移范围-45度---+45度.（c）输出的正弦信号峰峰值可在0.3v—5v之间变化.
3）信号产生:
（a）频率范围:
10HZ—20KHZ;
（b）频率可实现可调.（c）输入相位可欲置.
六，结论
本设计基本完成了基本部分和发挥部分的要求，用单片机89C52产生了频率在10HZ—20KHZ的正弦波，实现了相移在-60度--+60度的连续可调，测量部分采用高速计数器与单片机实现了在0度—359.9度的测量。
精确度达到了0.1度。
其实现了数字化的相位测量。
但此设计在高频的性能稍差。
有待改进。
附：
#pragmaoptimize（4）
#include"
stdio.h"
math.h"
absacc.h"
reg51j.h"
voidstart（）;
voidcepin（）;
voidcexwei（）;
voidcexwei6（）;
voidcerlc（）;
voidgood（）;
voiddisp（）;
voiddispff（）;
voiddispfa（）;
voidint0（）;
voidt0int（）;
codeunsignedcharled[36]=
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,
0x77,0x7c,0x58,0x5e,0x79,0x71,/***01...9AbcdEF***/
0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,
0xf7,0xfc,0xd8,0xde,0xf9,0xf1,/*0.1...9.A.b...F.*/
0x00,0xff,0x73,0x38/***灭,亮,P,L***/};
dataunsignedcharld[8],i,j,ii,jj,iia,jja,iib,jjb,l;
dataunsignedcharms,it11,t1s;
dataunsignedcharix10,ix11;
dataunsignedcharkey;
dataunsignedinttt,tt1,tt2,tta,ttb;
dataunsignedintuuh=0;
dataunsignedintuul=0;
dataunsignedintaaa[6];
datafloatff,fff,fa;
bdatabitbit0,bit1,bit2,bit3,bit4,bit5,bit6,bit7;
#defineP8279DXBYTE[0x2000]
#defineP8279KXBYTE[0x2001]
#defineP8255AXBYTE[0x4000]
#defineP8255BXBYTE[0x4001]
#defineP8255CXBYTE[0x4002]
#defineP8255KXBYTE[0x4003]
#defineAD0XBYTE[0x6000]
#defineAD1XBYTE[0x6001]
#defineAD2XBYTE[0x6002]
#defineAD3XBYTE[0x6003]
#defineAD4XBYTE[0x6004]
#defineAD5XBYTE[0x6005]
#defineAD6XBYTE[0x6006]
#defineAD7XBYTE[0x6007]
#defineDA0832XBYTE[0x8000]
/*xdatasignedintua[255];
*/
/*------------------INT------------------------*/
voidint0（）interrupt0using1
{P8279K=0x40;
key=P8279D;
key=key&
0x01;
}
voidt0int（）interrupt1using1/*10ms!
*/
{TL0=0xf0;
TH0=0xd8;
TR0=1;
ms++;
if（ms==50）{bit0=0;
if（ms>
=100）{ms=0;
bit0=1;
bit7=1;
}
/*---------------------------------------------*/
voidstart（）
{TL0=0xf0;
/*T0=d8f0=55536=10ms*/
TL1=0;
TH1=0;
/*T1--*/
IE=0x83;
IP=0x00;
/*int1ishigh*/
TMOD=0x11;
TCON=0x05;
P8279K=0xd1;
for（i=0;
i<
98;
i++）{i++;
P8279K=0x00;
P8279K=0x2f;
P8279K=0x40;
P8279K=0x90;
P8255K=0x89;
/*PA,PBisoutput;
PCisinput;
i=j=l=0;
key=0x0f;
ms=t1s=0x00;
bit0=bit1=bit2=bit3=bit4=bit5=bit6=bit7=0;
TR0=1;
TR1=0;
/*********************************************/
voidcepin（）
{EA=0;
TR1=0;
TH1=TL1=0;
ii=0;
jj=0;
ff=0;
tt=0;
while（!
T0）{T0=1;
};
TR1=1;
while（T0）{T0=1;
ii=TH1;
jj=TL1;
tt=ii*0x100+jj;
ff=1000000.0/tt;
bit6=1;
if（tt<
=9999）{TR1=0;
TL1=0;
TH1=0;
TMOD=0x51;
TL0=0xf0;
ms=98;
bit7=0;
EA=1;
IE=0x82;
bit6=0;
bit7）{}
ii=TH1;
ff=tt;
tt=1000000.0/ff;
fff=ff;
IP=0x04;
EA=1;
voidcexwei（）
T0=1;
while（T0）{if（!
T1）bit2=1;
T1=1;
T0）{if（bit2）{if（T1）{jjb=TL1,iib=TH1;
bit2=0;
}}
else{if（!
}}
iia=TH1;
jja=TL1;
tta=iia*0x100+jja;
ff=1000000.0/tta;
ttb=iib*0x100+jjb;
tt=tta-ttb;
if（fff>
20000.0）{tta=1000000.0/fff;
fa=360.0-360.0*tt/tta;
if（fa<
=0.0001）fa=0.001;
voidcexwei6（）
{
cexwei（）;
aaa[0]=fa;
aaa[1]=fa;
aaa[2]=fa;
aaa[3]=fa;
aaa[4]=fa;
aaa[5]=fa;
fa=（aaa[0]+aaa[1]+aaa[2]+aaa[3]+aaa[4]+aaa[5]）/6;
/***************************************/
voidcerlc（）
T0）{};
while（T1）{};
T1）{};
i=TH1;
j=TL1;
tt2=i*0x100+j;
/*--------------goodl,goodm------------------*/
voidgood（void）
{/*P8279K=0xd1;
0x80;
}*/
P8279K=0x90;
if（bit0）{P8279D=0x6f;
P8279D=0x5c;
P8279D=0x5e;
P8279D=0x40;
else{P8279D=0x6f;
P8279D=0x80;
voiddisp（）
{P8279K=0x90;
P8279D=ld[0];
P8279D=ld[1];
P8279D=ld[2];
P8279D=ld[3];
P8279D=ld[4];
P8279D=ld[5];
P8279D=ld[6];
P8279D=ld[7];
voiddispff（）
{ff=fff;
uuh=ff;
uul=100*ff-uuh*100;
if（uuh>
=65000）{uuh=65000;
uul=0;
ld[0]=0x71;
i=uuh/10000;
ld[1]=led[i];
uuh=uuh-i*10000;
i=uuh/1000;
ld[2]=led[i];
uuh=uuh-i*1000;
i=uuh/100;
ld[3]=led[i];
uuh=uuh-i*100;
i=uuh/10;
ld[4]=led[i];
uuh=uuh-i*10;
i=uuh;
ld[5]=led[i+0x10];
i=uul/10;
ld[6]=led[i];
uul=uul-i*10;
i=uul;
ld[7]=led[i];
if（ld[1]==0x3f）{ld[1]=0x00;
if（ld[2]==0x3f）{ld[2]=0x00;
if（ld[3]==0x3f）{ld[3]=0x00;
if（ld[4]==0x3f）ld[4]=0x00;
}}}
voiddispfa（）
{uuh=fa;
uul=100*fa-uuh*100;
=360）{uuh=0;
ld[0]=0x77;
ld[1]=0x77;
ld[2]=0x00;
/*------------------------------------------------------*/
voidmain（void）
{aaa:
start（）;
while（key==0x0f）good（）;
bbb:
cepin（）;
if（key==0）dispff（）;
elsedispfa（）;
disp（）;
/*if（bit6）*/
{bit6=0;
while（bit0）{if（key==0）dispff（）;
while（!
bit0）{if（key==0）dispff（）;
gotobbb;
cepin（）;
cerlc（）;
if（tt2>
=tt）fa=360.0-fa;
dispff（）;
dispfa（）;
/********************float************************
for（i=0;
=49;
i++）{}
{for（j=i+1;
j<
j++）{if（ua[i]>
ua[j]）{uu=ua[i];
ua[i]=ua[j];
ua[j]=uu;
}}}
uul=0;
for（i=10;
=39;
i++）{uu=ua[i];
uul=uul+（long）uu;
uuf=（float）uul/30000.0;
uuf=2.0+x0;
x0++;
ff0=100.0*uuf*uuf+88.0;
ff0=sqrt（uuf）;
ff0=ff0*0.1414;
ff1=ff0*0.1732;
ff1=cos（ff1）;
**********************float************************/
gotoaaa;
voidt1int（）;
0x77,0x7c,0x58,0x5e,
升级会员 