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第三章系统软件设计系统设计流程图系统软件设计包括测量初始化模块显示模块信号频率测量模块定时器中断服务模块中断模块。
系统软件整体流程图如图所示。
图系统软件设计流程图各功能模块子程序介绍初始化模块设备初始化包括关闭看门狗,时钟初始化,端口初始化以及液晶初始化,其流程图如图所示。
系统初始化流程图初始化程序如下关闭看门狗配置时钟显示频率值了,而且显示位置可以根据需要任意指定。
软件调试本设计使用语言作为控制语言,在环境下进行调试,调试的时候可以分功能模块进行。
分为显示模块,计数模块和中断模块。
编译过程如下在下编写完程序后,执行编译,如图所示。
图编译过程示意图如果出现,编译框下方会提示出错的原因,根据提示耐心修改。
编译通过,执行,如图所示。
图过程示意图这时必须仔细检查硬件与下载线是否连接完好,如果没有正确连接,程序无法被下载到单片机内。
调试过程中,可在线查看变量和寄存器的值窗口下,自左向右依次是去掉断点全速运行暂停停止进入单步汇编进入汇编单步返回同步时钟复位。
在程序运行后,暂停时可以打开和窗口内观察寄存器和变量的变化。
如图所示。
图观察寄存器和变量窗口示意图第四章总结与思考本作品通过与液晶的简单连接,利用中断和定时,仅用了单片机的个口,就实现了对周期信号频率的测量及显示。
本作品设计简单经济实用操作方便,且体现了超低功耗的特点。
该频率计的性能指标总结如下能够测量正弦波三角波锯齿波矩形波等周期性信号的频率能直接用十进制数字显示测得的频率,结果保留位小数单位频率测反馈网络,就组成了具有双门限值的反相输入迟滞比较器。
由于反馈的作用这种比较器的门限电压是随输出电压的变化而变化的。
它的灵敏度低些,但抗干扰能力却大大提高。
反相实现对液晶的控制,来显示测得的频率值,液晶的控制管脚与单片机的连接如下图所示。
图液晶控制管脚连接图系统原理图及元器件清单系统整体设计原理图如下图所示。
产生电源信号调理电路转化为方波将转化成图系统设计原理图原理图所对应的元器件清单如表所示。
表元器件清单板设计整个尺寸,采用双面设计,表面覆铜与连接。
顶层设计如下图所示。
滞比较器的电路组成如图所示,如果把和位置互换,就可以构成同相输入迟滞比较器。
图反相迟滞比较器电路组成迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。
对于单限比较器,如果输入信号在门限值附近有微小的干扰,则输出电压就会产生相应的抖动起伏,而在此电路中引入正反馈可以克服这缺点。
整个信号调理电路原理图如图所示。
图信号,加强资金使用的 监管,按照项目实施方案及建设内容安排资论与建议 结论 结论畜牧养殖有限公司养殖和沼气工程建设非常及时和必要, 符合国民经济和社会发展客观要求,符合国家行业产业政策要求,符合我国生态环境保护战略的需要。
项目建设目标明确,投资规模适 项目投资回收期所得税前年 项目投资财务内部收益率所得税后 项目投资财务净现值所得税后万元 项目投资回收期所得税后年 盈方法与参数第二版 项目单位提供的有关数据资料 专量范围输入信号幅度范围为在本作品基础上,建议读者关于本作品功能的进步增强作如下发挥通过改善调理电路元器件的频响特性,扩展频率的测量范围提高电路的抗干扰能力,使测量误差测量并显示周期脉冲信号的占空比测量任意周期信号的频率,设置端口设为输入设为第二功能开启中断设置定时器基准时钟为连续计数模式无分频开启定时中断中断模块首先开启定时溢出中断和中断,再打开总中断,计数器开始计数,当计数溢出时进入溢出中断,且溢出次数加,当有上升沿到来时,进入中断,计算两次中断之间个周期内的计数值,并转化为频率值,当频率较大时,计数值较小,产生的误差大,所以利用多个周期的计数值,最后再取均值,这样得到的频率值就比较精确,本设计采用个周期的计数值。
中断流程图如图所示。
中断流程图中断程序中断计数值计数次获得个周期内的时钟个数定时清零中断程序中断方式选择溢出中断计数加中断流程图如图所示。
中断流程图显示模块首先根据液晶的时序图写出液晶驱动函数,并调用驱动函数完成在指定位置处显示字符的功能函数,这样通过定时刷新液晶屏就可安装使用,且具备高达波特的串行通信速度•支持所有采用或封装的和器件•分别连接至绿光和红光的两个通用数字引脚可提供视觉反馈•两个按钮可实现用户反馈和芯片复位•器件引脚可通过插座引出,既可以方便的用于调试,也可用来添加定制的扩展板•高质量的引脚插座,可轻松简便地插入目标器件或将其移除各单元电路介绍介绍单片机具有丰富的内部资源,优化的架构,结合五种低功耗模式,实现了便携式测量应用中电池寿命的延长。
图是的内部结构模块,图的内部结构图引脚如图所示。
图引脚图被测信号经信号调理电路整形后输出到单片机的口管脚,利用单片机的定时中断和中断实现对输入信号的频率测量。
电源部分电路介绍电源电路图如图所示。
图电源电路图电源部分由外部电路提供,经过稳压芯片将电压转化为,给单片机提供电源,使其正常工作。
信号调理电路介绍信号调理部分主要采用迟滞比较,将输入信号波形转化为脉冲信号,另外波形变换和波形整形电路实现把正弦波样的正负交替的信号波形变换成可被单片机接收的信号,以便单片机对其进行频率测量,最后将测得的数据通过液晶显示。
迟滞比较器是个具有迟滞回环传输特性的比较器。
在反相输入单门限电压比较器的基础上引入正引脚的对应关系,连接好之后,仔细检查,防止出错。
系统连接实物照片如图所示。
系统连接实物照片另外,安装调试过程中应注意以下事项焊接元件前检查有无断裂扭曲或明显刮伤,用万用表测量上端和之间的电阻值,在兆级以上为正常。
焊接时按照电源调理电路显示的顺序逐步焊接,每焊接完个部分,检查各部分电源和地是否短路引脚有无虚焊或互相断路。
上电测试前再次用万用表测量上端和之间的电阻值。
对于二极管和带极性的电容如钽电容要特别留心正负极性。
切忌在带电状态下用万用表二极管档测量。
硬件调试过程中首先要注意电路板的做工问题,仔细检查每条导线是否完全联通,各焊盘焊点之间是否有虚焊,做板应该尽量工整美观。
覆铜,并与地连接,这样可以尽量业技。
电源的实现经过上述对逆变系统中电路器件的计算,得到了满足设计所需要的各个器件的型号,通过在面包板上按照电路图经行连线,完成连线后经行调试。
系统硬件部分的元器件如表所示。
表元器件表名称型号数量单片机个场效应管驱动芯片个与门个非门个个二极管个晶振个电解电容个电感个电容个电阻个电阻个电解电容个上述表中的管在计算过程中的电压大小为,但由于市场上大部分的管的电压的电压为,所以设计中采用型号为。
在实际的元器件连接过程中,按照中的仿真图作出的逆变电源实物不定会有输出,因为在中芯片的供电电源引脚并不显示,在实际过程中要把芯片的供电电源引脚与相应的电源连接,使得芯片正常工作。
完成连线后就要进行对系统的检测调试。
系统的硬件图如图所示。
用示波器检测系统的输出信号,测量时并未见的有标准的正弦波出现,经过分析可能出现的问题是控制信号,所测得结果未到达设计指标。
分析实物失败的原因如下。
在完成实物连线前,未检测元器件是否正常工作。
在连线过程中出现连接线松动,或者出现连接线连接。
未出现正弦波的原因可能是逆变主电路中的桥工作不正常。
所测得输出电压值为达到设计指标,可能出现的原因是由于等元器件的耗能造成的。
图系统硬件实物实物完成后连接示波器得到的结果应与仿真得到致。
仿真结果如图所示。
图仿真结果总结本文主要介绍了逆变电源的各个部分的设计,包括逆变主电路驱动电路缓冲电路采样调理电路过欠压保护电路等硬件设计。
同时还介绍了逆变电路的控制方式,通过对当前各种控制方式的分析与比较,最后提出了以重复控制为控制方式基于的正弦波电源方案。
本文中主要完成了以下几个方面的工作分析了并比较了逆变器的工作原理,确定了文本所使用的逆变器为单相全桥逆变器,最后建立了逆变电源的仿真模型。
分,使用计数器的模式开总中断允许定时器的中断允许外中断为下负脉冲触发方式启动系统总电路图析了波的各种产生方式,比较了各种方式的优缺点,确定了本文的的实现方式为软件生成法即利用单片机产生波。
完成了系统的硬件部分逆变主电路产生电路等的设计,给出了系统的仿真。
由于时间条件等的限制,本文中还有大量的问题没有解决本文中的硬件部分还有很多部分未分析和实现仿真,对于最后的实现功能由于经济时间等的问题而没有在论文中体现出来,还需要在以后中进步探讨。
致谢衷心感谢我的导师邓丽霞老师,在完成毕业设计的这段时间内,邓老师从本设计的选题开题答辩直到论文的完成过程中对我进行了认真悉心的指导。
在论文的写作过程中,邓老师对我严格要求,在邓老师的指导下,我的理论水平和实际动手能力都得到了很大的提高。
通过写作毕可有以下公式求得这里的电阻功率取。
缓冲器二极管的选择二极管在缓冲电路中的作用就是防止产生尖峰电压防止二极管在反向恢复时期产生电压波动,本设计中的二极管选用。
缓冲电路设计的好坏直接关系到逆变器等功率电路能否正常运行,本实验中的电容选用无感电容,电阻选用无感电阻。
个合理的缓冲电路不仅可以有效地降低开关应力很好的抑制高频振荡降低开关损耗提高工作频率。
保证信号的稳定性。
第三章系统软件设计系统设计流程图系统软件设计包括测量初始化模块显示模块信号频率测量模块定时器中断服务模块中断模块。
系统软件整体流程图如图所示。
图系统软件设计流程图各功能模块子程序介绍初始化模块设备初始化包括关闭看门狗,时钟初始化,端口初始化以及液晶初始化,其流程图如图所示。
系统初始化流程图初始化程序如下关闭看门狗配置时钟显示频率值了,而且显示位置可以根据需要任意指定。
软件调试本设计使用语言作为控制语言,在环境下进行调试,调试的时候可以分功能模块进行。
分为显示模块,计数模块和中断模块。
编译过程如下在下编写完程序后,执行编译,如图所示。
图编译过程示意图如果出现,编译框下方会提示出错的原因,根据提示耐心修改。
编译通过,执行,如图所示。
图过程示意图这时必须仔细检查硬件与下载线是否连接完好,如果没有正确连接,程序无法被下载到单片机内。
调试过程中,可在线查看变量和寄存器的值窗口下,自左向右依次是去掉断点全速运行暂停停止进入单步汇编进入汇编单步返回同步时钟复位。
在程序运行后,暂停时可以打开和窗口内观察寄存器和变量的变化。
如图所示。
图观察寄存器和变量窗口示意图第四章总结与思考本作品通过与液晶的简单连接,利用中断和定时,仅用了单片机的个口,就实现了对周期信号频率的测量及显示。
本作品设计简单经济实用操作方便,且体现了超低功耗的特点。
该频率计的性能指标总结如下能够测量正弦波三角波锯齿波矩形波等周期性信号的频率能直接用十进制数字显示测得的频率,结果保留位小数单位频率测反馈网络,就组成了具有双门限值的反相输入迟滞比较器。
由于反馈的作用这种比较器的门限电压是随输出电压的变化而变化的。
它的灵敏度低些,但抗干扰能力却大大提高。
反相实现对液晶的控制,来显示测得的频率值,液晶的控制管脚与单片机的连接如下图所示。
图液晶控制管脚连接图系统原理图及元器件清单系统整体设计原理图如下图所示。
产生电源信号调理电路转化为方波将转化成图系统设计原理图原理图所对应的元器件清单如表所示。
表元器件清单板设计整个尺寸,采用双面设计,表面覆铜与连接。
顶层设计如下图所示。
滞比较器的电路组成如图所示,如果把和位置互换,就可以构成同相输入迟滞比较器。
图反相迟滞比较器电路组成迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。
对于单限比较器,如果输入信号在门限值附近有微小的干扰,则输出电压就会产生相应的抖动起伏,而在此电路中引入正反馈可以克服这缺点。
整个信号调理电路原理图如图所示。
图信号,加强资金使用的 监管,按照项目实施方案及建设内容安排资论与建议 结论 结论畜牧养殖有限公司养殖和沼气工程建设非常及时和必要, 符合国民经济和社会发展客观要求,符合国家行业产业政策要求,符合我国生态环境保护战略的需要。
项目建设目标明确,投资规模适 项目投资回收期所得税前年 项目投资财务内部收益率所得税后 项目投资财务净现值所得税后万元 项目投资回收期所得税后年 盈方法与参数第二版 项目单位提供的有关数据资料 专
